23.11 (26.11). На рисунке приведён график зависимости силы тока
I от времени
t в колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки с индуктивностью 0,32 Гн. Определите максимальное значение энергии электрического поля конденсатора.
Ответ: ____ мкДж.
Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат (https://web-physics.ru/smf/index.php?msg=238) / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат (https://web-physics.ru/smf/index.php?msg=928) / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).
Решение. Из графика
I(
t) находим максимальное значение силы тока
Сила тока и заряд достигают максимального значения в разные моменты времени. Пусть в момент времени
t1 на конденсаторе будет максимальный заряд
qm, а в момент времени
t2 в катушке — максимальный ток
Im.
Полная энергию колебательного контура в момент времени
t1 будет равна
\[W_1=W_{\text{эл max}}.\]
Полная энергию колебательного контура в момент времени
t2 равна
\[W_2=W_{\text{магн max}}=\frac{L \cdot I_m^2}{2}.\]
Запишем закон сохранения энергии колебательного контура
\[W_1=W_2,\ \ W_{\text{эл max}}=\frac{L \cdot I_m^2}{2},\]
Wэл max = 4·10–6 Дж = 4 мкДж.
: 4 мкДж.