Решение: Энергия и ток в контуре
Идеальный колебательный контур состоит из конденсатора и катушки индуктивности. Напряжение между обкладками конденсатора изменяется во времени в соответствии с формулой $U(t)=U_m\cos\omega t$. Приведённые графики представляют зависимости физических величин, характеризующих электромагнитные колебания в контуре, от времени $t$, где $T$ — период колебаний. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять.
Решение по шагам
4 шагаСила тока в контуре связана с напряжением на конденсаторе соотношением $I=C\dfrac{dU}{dt}$. Поэтому при $U(t)=U_m\cos\omega t$ сила тока изменяется по синусоидальному закону:
$$I(t)=-\omega C U_m\sin\omega t$$График А начинается с нулевого значения, сначала убывает, затем возрастает и снова проходит через ноль через период. Это соответствует зависимости силы тока.
$$А\rightarrow 1$$Энергия магнитного поля катушки пропорциональна квадрату силы тока. Поэтому она всегда неотрицательна и за один период достигает двух максимумов, как на графике Б.
$$W_{\mathrm{м}}=\dfrac{LI^2}{2}\propto\sin^2\omega t$$Следовательно, график Б соответствует энергии магнитного поля катушки.
$$Б\rightarrow 2$$Где здесь ошибаются
Путать энергию магнитного поля с энергией электрического поля.
Не учитывать, что энергия пропорциональна квадрату силы тока и потому не может быть отрицательной.
Считать, что сила тока изменяется в фазе с напряжением на конденсаторе.