Сила тока в колебательном контуре содержащем катушку индуктивности 10 мгн меняется по закону

Упражнение 4

1. После того как конденсатору колебательного контура был сообщен заряд q = 10-5 Кл, в контуре возникли затухающие колебания. Какое количество теплоты выделится в контуре к тому времени, когда колебания в нем полностью затухнут? Емкость конденсатора С = 0,01 мкФ.

2. Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью L = 0,003 Гн и плоского конденсатора емкостью С = 13,4 пФ. Определите период свободных колебаний в контуре.

3. В каких пределах должна изменяться индуктивность катушки колебательного контура, чтобы частота колебаний изменялась от 400 до 500 Гц? Емкость конденсатора 10 мкФ.

4. Определите амплитуду ЭДС, наводимой в рамке, вращающейся в однородном магнитном поле, если частота вращения составляет 50 об/с, площадь рамки 100 см2 и магнитная индукция 0,2 Тл.

5. Катушка индуктивностью L = 0,08 Гн присоединена к источнику переменного напряжения с частотой v = 1000 Гц. Действующее значение напряжения U = 100 В. Определите амплитуду силы тока I_m в цепи.

5 вариант

A1. В уравнении гармонического колебания q = q_mcos(ωt + φ) величина, стоящая перед знаком косинуса, называется

1) фазой
2) начальной фазой
3) амплитудой заряда
4) циклической частотой

А2. На рисунке представлена зависимость силы тока в ме­таллическом проводнике от времени.

Период колебаний тока равен

1) 2 мс
2) 4 мс
3) 6 мс
4) 10 мс

А3. На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в колебательном контуре при свободных колебаниях.

Если ёмкость конденсатора увеличить в 4 раза, то период собственных колебаний контура станет равным

1) 2 мкс
2) 4 мкс
3) 8 мкс
4) 16 мкс

А4. По участку цепи с некоторым сопротивлением R течёт пе­ременный ток, меняющийся по гармоническому закону. В некоторый момент времени действующее значение силы тока на участке цепи увеличивается в 2 раза, а сопротив­ление уменьшается в 4 раза. При этом мощность тока

1) увеличится в 4 раза
2) увеличится в 2 раза
3) уменьшится в 2 раза
4) не изменится

А5. КПД трансформатора 90 %. Напряжение на концах пер­вичной обмотки 220 В, на концах вторичной 22 В. Сила тока во вторичной обмотке 9 А. Какова сила тока в пер­вичной обмотке трансформатора?

1) 0,1 А
2) 0,45 А
3) 0,9 А
4) 1 А

B1. В таблице показано, как изменялся заряд конденсатора в колебательном контуре с течением времени.

t, 10-6 с	1	2	3	4	5	6	7	8	9
q, 10-6 Кл	2	1,42	-1,42	-2	-1,42	1,42	2	1,42

Вычислите индуктивность катушки, если ёмкость кон­денсатора в контуре равна 50 пФ. Ответ выразите в мил­лигенри и округлите до целых.

В2. Электрический колебательный контур радиоприёмника содержит катушку индуктивности 10 мГн и два парал­лельно соединенных конденсатора, ёмкости которых равны 360 пФ и 40 пФ. На какую длину волны настроен контур? Скорость распространения электромагнитных волн с = 3 · 108 м/с.

C1. В идеальном колебательном контуре амплитуда колеба­ний силы электрического тока в катушке индуктивности I_m = 5 мА, а амплитуда напряжения на конденсаторе U_m = 2 В. В момент времени t сила тока в катушке i = 3 мА. Найдите напряжение на конденсаторе в этот момент.

Ответы на контрольную работу по физике Электромагнитные колебания и волны 11 класс1 вариант
1-1
2-2
3-1
4-3
5-2
6. 50,7 пФ
7. 18,84 м
8. T = 2πq_m/I_m2 вариант
1-4
2-2
3-3
4-2
5-3
6. 5 мкФ
7. 206,4 м
8. 5 нКл3 вариант
1-2
2-2
3-3
4-1
5-3
6. 65 мГн
7. 619,1 м
8. 8 мА4 вариант
1-3
2-2
3-2
4-2
5-3
6. 100 В
7. 2,54 мкГн
8. 2 нКл5 вариант
1-3
2-2
3-3
4-4
5-4
6. 32 мГн
7. 3768 м
8. 1,6 В

2 вариант

A1. В уравнении гармонического колебания i = I_mcos(ωt + φ) величина ω называется

1) фазой
2) начальной фазой
3) амплитудой силы тока
4) циклической частотой

А2. На рисунке показан график зависимости силы тока в ме­таллическом проводнике от времени. Определите ампли­туду колебаний тока.

1) 0,4 А
2) 0,2 А
3) 0,25 А
4) 4 А

А3. Как изменится частота собственных электромагнитных колебаний в кон­туре, если ключ К перевести из положения 1 в положение 2?

1) Уменьшится в 4 раза
2) Увеличится в 4 раза
3) Уменьшится в 2 раза
4) Увеличится в 2 раза

А4. По участку цепи с сопротивлением R течёт переменный ток, меняющийся по гармоническому закону. В некото­рый момент времени действующее значение напряжения на этом участке увеличили в 2 раза, а сопротивление участка уменьшили в 4 раза. При этом мощность тока

1) не изменилась
2) возросла в 16 раз
3) возросла в 4 раза
4) уменьшилась в 2 раза

А5. Напряжение на концах первичной обмотки трансформа­тора 110 В, сила тока в ней 0,1 А. Напряжение на кон­цах вторичной обмотки 220 В, сила тока в ней 0,04 А. Чему равен КПД трансформатора?

1) 120 %
2) 93 %
3) 80 %
4) 67 %

B1. Напряжение на конденсаторе в цепи переменного тока меняется с циклической частотой ω = 4000 с-1. Амплиту­да колебаний напряжения и силы тока равны соответст­венно U_m = 200 В и I_m = 4 А. Найдите ёмкость конденса­тора.

В2. Найдите минимальную длину волны, которую может принять приёмник, если ёмкость конденсатора в его ко­лебательном контуре можно плавно изменять от 200 пФ до 1800 пФ, а индуктивность катушки постоянна и равна 60 мкГн. Скорость распространения электромагнитных волн с = 3 · 108 м/с.

C1. В процессе колебаний в идеальном колебательном конту­ре в момент времени t заряд конденсатора q = 4 · 10-9 Кл, а сила электрического тока в катушке равна I = 3 мА. Период колебаний Т = 6,28 · 10-6 с. Найдите амплитуду колебаний заряда.

1 вариант

A1. В уравнении гармонического колебания q = q_mcos(ωt + φ) величина, стоящая под знаком косинуса, называется

1) фазой
2) начальной фазой
3) амплитудой заряда
4) циклической частотой

А2. На рисунке показан график зависимости силы тока в ме­таллическом проводнике от времени. Определите частоту колебаний тока.

1) 8 Гц
2) 0,125 Гц
3) 6 Гц
4) 4 Гц

А3. Как изменится период собственных электромагнитных колебаний в контуре, если ключ К перевести из положения 1 в положение 2?

1) Уменьшится в 2 раза
2) Увеличится в 2 раза
3) Уменьшится в 4 раза
4) Увеличится в 4 раза

А4. По участку цепи с сопротивлением R течёт переменный ток, меняющийся по гармоническому закону. В некото­рый момент времени действующее значение напряжения на этом участке уменьшили в 2 раза, а его сопротивление уменьшили в 4 раза. При этом мощность тока

1) уменьшится в 4 раза
2) уменьшится в 8 раз
3) не изменится
4) увеличится в 2 раза

А5. Сила тока в первичной обмотке трансформатора 0,5 А, напряжение на её концах 220 В. Сила тока во вторичной обмотке 11 А, напряжение на её концах 9,5 В. Опреде­лите КПД трансформатора.

1) 105 %
2) 95 %
3) 85 %
4) 80 %

В1. В таблице показано, как изменялся заряд конденсатора в колебательном контуре с течением времени.

t, 10-6 с	1	2	3	4	5	6	7	8	9
q, 10-6 Кл	2	1,42	-1,42	-2	-1,42	1,42	2	1,42

Вычислите ёмкость конденсатора в контуре, если индук­тивность катушки равна 32 мГн. Ответ выразите в пико­фарадах и округлите до десятых.

В2. Колебательный контур радиопередатчика содержит кон­денсатор ёмкостью 0,1 нФ и катушку индуктивностью 1 мкГн. На какой длине волны работает радиопередат­чик? Скорость распространения электромагнитных волн с = 3 · 108 м/с. Ответ округлите до целых.

C1. Определите период электромагнитных колебаний в коле­бательном контуре, если амплитуда силы тока равна I_m, а амплитуда электрического заряда на пластинах кон­денсатора q_m.

3 вариант

А1. В уравнении гармонического колебания u = U_msin(ωt + φ) величина φ называется

1) фазой
2) начальной фазой
3) амплитудой напряжения
4) циклической частотой

А2. На рисунке представлена зависимость силы тока в ме­таллическом проводнике от времени.

Амплитуда колебаний тока равна

1) 20 А
2) 10 А
3) 0,25 А
4) 4 А

А3. В наборе радиодеталей для изготовления простого коле­бательного контура имеются две катушки с индуктивно­стями L₁ = 1 мкГн и L₂ = 2 мкГн, а также два конденса­тора, ёмкости которых С₁ = 3 пФ и С₂ = 4 пФ. При каком выборе двух элементов из этого набора частота собственных колебаний контура будет наибольшей?

1) L₂ и С₁
2) L₁ и С₂
3) L₁ и С₁
4) L₂ и С₂

А4. По участку цепи сопротивлением R течёт переменный ток, меняющийся по гармоническому закону. Как изме­нится мощность переменного тока на этом участке цепи, если действующее значение напряжения на нём умень­шить в 2 раза, а его сопротивление в 4 раза увеличить?

1) Уменьшится в 16 раз
2) Уменьшится в 4 раза
3) Увеличится в 4 раза
4) Увеличится в 2 раза

А5. Напряжение на концах первичной обмотки трансформа­тора 127 В, сила тока в ней 1 А. Напряжение на концах вторичной обмотки 12,7 В, сила тока в ней 8 А. Чему равен КПД трансформатора?

1) 100 %
2) 90 %
3) 80 %
4) 70 %

B1. В таблице показано, как изменялся заряд конденсатора в колебательном контуре с течением времени.

t, 10-6 с	2	4	6	8	10	12	14	16	18
q, 10-6 Кл	2,13	3	2,13	-2,13	-3	-2,13	2,13

Вычислите индуктивность катушки, если ёмкость кон­денсатора в контуре равна 100 пФ. Ответ выразите в миллигенри и округлите до целых.

В2. Найдите максимальную длину волны, которую может принять приёмник, если ёмкость конденсатора в его ко­лебательном контуре можно плавно изменять от 200 пФ до 1800 пФ, а индуктивность катушки постоянна и равна 60 мкГн. Скорость распространения электромагнитных волн с = 3 · 108 м/с.

C1. В идеальном колебательном контуре амплитуда колеба­ний силы тока в катушке индуктивности равна 10 мА, а амплитуда колебаний заряда конденсатора равна 5 нКл. В момент времени t заряд конденсатора равен 3 нКл. Найдите силу тока в катушке в этот момент.

Вариант 2

A1. В уравнении гармонического колебания i = I_mcos(ωt + φ) величина ω называется

1) фазой
2) начальной фазой
3) амплитудой силы тока
4) циклической частотой

А2. На рисунке показан график зависимости силы тока в металлическом проводнике от времени. Определите амплитуду колебаний тока.

1) 0,4 А
2) 0,2 А
3) 0,25 А
4) 4 А

А3. Как изменится частота собственных электромагнитных колебаний в контуре, если ключ К перевести из положения 1 в положение 2?

1) уменьшится в 4 раза
2) увеличится в 4 раза
3) уменьшится в 2 раза
4) увеличится в 2 раза

А4. По участку цепи с сопротивлением R течет переменный ток, меняющийся по гармоническому закону. В некоторый момент времени действующее значение напряжения на этом участке увеличили в 2 раза, а сопротивление участка уменьшили в 4 раза. При этом мощность тока

1) не изменилась
2) возросла в 16 раз
3) возросла в 4 раза
4) уменьшилась в 2 раза

А5. Напряжение на концах первичной обмотки трансформатора 110 В, сила тока в ней 0,1 А. Напряжение на концах вторичной обмотки 220 В, сила тока в ней 0,04 А. Чему равен КПД трансформатора?

1) 120 %
2) 93 %
3) 80 %
4) 67 %

B1. Напряжение на конденсаторе в цепи переменного тока меняется с циклической частотой ω = 4000 с-1. Амплитуда колебаний напряжения и силы тока равны соответственно U_m = 200 В и I_m = 4 А. Найдите емкость конденсатора.

В2. Найдите минимальную длину волны, которую может принять приёмник, если емкость конденсатора в его колебательном контуре можно плавно изменять от 200 пФ до 1800 пФ, а индуктивность катушки постоянна и равна 60 мкГн. Скорость распространения электромагнитных волн с = 3 · 108 м/с.

C1. В процессе колебаний в идеальном колебательном контуре в момент времени t заряд конденсатора q = 4 · 10-9 Кл, а сила электрического тока в катушке равна I = 3 мА. Период колебаний Т = 6,28 · 10-6 с. Найдите амплитуду колебаний заряда.

Резонанс в электрической цепи

Резонанс напряжений

Если в цепи (см. рис. 1) подобрать так емкость С конденсатора и индуктивность катушки, чтобы \(~wL = \frac 1{wC}, \) то разность фаз между колебаниями силы тока и напряжения φ = 0, т.е. изменения тока и напряжения происходят синфазно. Из этого равенства \(~w_{rez} = \frac 1{\sqrt {LC}}.\) Эту частоту называют резонансной. При этом условии Z = R, т.е. полное сопротивление цепи становится наименьшим, амплитуда силы тока при данном напряжении принимает наибольшее значение (рис. 3).

Рис. 3

В этом случае амплитуда напряжения на активном сопротивлении равна амплитуде внешнего напряжения, приложенного к участку цепи \(~(U_{0R} = U_0),\) а напряжения на катушке индуктивности и конденсаторе одинаковы по модулю и противоположны по фазе:

\(~(U_{OL})_{rez} = I_0 w_{rez} L= I_0 L \frac 1{\sqrt{LC}} = I_0 \sqrt {\frac LC};\)
\(~(U_{OC})_{rez} = I_0 \frac 1{w_{rez} C}= I_0 \frac {\sqrt{LC}}{C} = I_0 \sqrt {\frac LC};\)
\(~(U_{OL})_{rez} = (U_{OC})_{rez} = I_0 \sqrt {\frac LC} = \frac {U_0}R \sqrt {\frac LC}.\)

При этом \(~(U_{OL})_{rez} = (U_{OC})_{rez},\) и они могут значительно превышать \(~U_0.\) Это явление называется резонансом напряжений. Резонанс используется в радио- и электротехнике для усиления колебаний напряжения какой-либо определенной частоты. Его надо учитывать при расчете изоляции электрических линий, содержащих катушки индуктивности и конденсатора, иначе может наблюдаться их пробой.

Резонанс токов

Рассмотрим участок цепи переменного тока, содержащий параллельно включенные конденсатор емкостью С и катушку индуктивностью L (рис. 4).

Рис. 4

Пусть активное сопротивление мало, им можно пренебречь. Если приложенное напряжение изменяется по закону \(~U=U_0 \sin wt,\), то в ветви 1С2 проходит ток

\(~I_1 = I_{01} \sin (wt + \frac {\pi}2),\) где \(~I_{01} = \frac {U_0}{\frac 1{wC}}.\)

В ветви 1L2 проходит ток

\(~I_2 = I_{02} \sin (wt – \frac {\pi}2),\) где \(~I_{02} = \frac {U_0}{wL}.\)

Таким образом, разность фаз токов в ветвях 1С2 и 1L2 равна π, т.е. колебания токов в ветвях противоположны по фазе. Амплитуда тока во внешней (неразветвленной) цепи \(~I_{0C} = \left| I_{01} – I_{02} \right| = U_0 (wC – \frac 1 {wL}).\) Если \(~w = w_{rez} = \frac 1{\sqrt {LC}},\) то \(~I_{01} = I_{02}\) и \(~I_0 = 0.\) Амплитуда силы тока \(~I_0\) оказалась равной нулю потому, что активным сопротивлением участка пренебрегали. Если учесть сопротивление R, то разность фаз не будет равна π и \(~I_0 \not = 0,\) но \(~I_0\) примет наименьшее возможное значение, а амплитуды сил токов \(~I_{01} \) и \(~I_{02}\) могут значительно превышать амплитуду силы тока \(~I_0.\)

Явление резкого уменьшения амплитуды силы тока во внешней цепи, питающей параллельно включенные конденсатор и катушку индуктивности, при приближении частоты w приложенного напряжения к резонансной частоте w_rez называется резонансом токов (параллельным резонансом).

Это явление используется в резонансных усилителях, позволяющих выделять одно определенное колебание из сигнала сложной формы, а также в индукционных печах, где параллельно нагревательной катушке включается конденсатор, емкость которого подбирается так, чтобы при частоте генератора получился резонанс токов, в результате сила тока через катушку будет гораздо больше, чем сила тока в подводящих проводах.

4 вариант

A1. В уравнении гармонического колебания u = U_msin(ωt + φ) величина U_m называется

1) фазой
2) начальной фазой
3) амплитудой напряжения
4) циклической частотой

А2. На рисунке представлена зависимость силы тока в ме­таллическом проводнике от времени.

Частота колебаний тока равна

1) 0,12 Гц
2) 0,25 Гц
3) 0,5 Гц
4) 4 Гц

А3. На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в колебательном контуре при свободных колеба­ниях. Катушку в этом контуре заменили на другую ка­тушку, индуктивность которой в 4 раза меньше. Каким будет период колебаний контура?

1) 1 мкс
2) 2 мкс
3) 4 мкс
4) 8 мкс

А4. По участку цепи с некоторым сопротивлением R течёт переменный ток, меняющийся по гармоническому зако­ну. Как изменится мощность переменного тока на этом участке цепи, если действующее значение силы тока на нём увеличить в 2 раза, а его сопротивление в 2 раза уменьшить?

1) Не изменится
2) Увеличится в 2 раза
3) Уменьшится в 2 раза
4) Увеличится в 4 раза

А5. Напряжение на концах первичной обмотки трансформа­тора 220 В, сила тока в ней 1 А. Напряжение на концах вторичной обмотки 22 В. Какой была бы сила тока во вторичной обмотке при коэффициенте полезного дейст­вия трансформатора 100 %?

1) 0,1 А
2) 1 А
3) 10 А
4) 100 А

B1. Индуктивность катушки равна 0,125 Гн. Уравнение ко­лебаний силы тока в ней имеет вид: i = 0,4cos(2 · 103t), где все величины выражены в СИ. Определите амплиту­ду напряжения на катушке.

В2. Колебательный контур радиоприёмника содержит кон­денсатор, ёмкость которого 10 нФ. Какой должна быть индуктивность контура, чтобы обеспечить приём волны длиной 300 м? Скорость распространения электромаг­нитных волн с = 3 · 108 м/с.

C1. В идеальном колебательном контуре в катушке индук­тивности амплитуда колебаний силы тока I_m = 5 мА, а амплитуда колебаний заряда конденсатора q_m = 2,5 нКл. В момент времени t сила тока в катушке i = 3 мА. Най­дите заряд конденсатора в этот момент.

Примеры решения задач

1. Максимальный заряд на обкладках конденсатора колебательного контура q_m = 10-6 Кл. Амплитудное значение силы тока в контуре I_m = 10-3 А. Определите период колебаний. (Потерями на нагревание проводников можно пренебречь.)

Р е ш е н и е. Амплитудные значения силы тока и заряда связаны соотношением:

Im = ω qm,

откуда

Следовательно,

2. Рамка площадью S = 3000 см2 имеет N = 200 витков и вращается в однородном магнитном поле с индукцией В = 1,5 • 10-2 Тл. Максимальная ЭДС в рамке Определите время одного оборота.

Р е ш е н и е. Магнитный поток, пронизывающий рамку, равен:

Ф = BSN cos ωt.

Согласно закону электромагнитной индукции:

е = -Ф’ = BSNω sin ωt.

Амплитуда ЭДС индукции

Время одного оборота рамки равно:

3. В цепь переменного тока с частотой v = 500 Гц включена катушка индуктивностью L = 10 мГн. Определите емкость конденсатора, который надо включить в эту цепь, чтобы наступил резонанс.

Р е ш е н и е. Электрическая цепь согласно условию задачи представляет собой колебательный контур. Резонанс в этой цепи наступит, когда частота переменного тока будет равна собственной частоте колебательного контура (v = v).

Контрольная работа для 11 класса

Наша кнопка

Скачать материал

Контрольная работа Электромагнитные колебания

1 вариант

Часть 1

1.Колебания в цепи под действием внешней периодической ЭДС называются:

А. механическими В. электромагнитными С. свободными Д. вынужденными

2.Если сопротивление колебательного контура равна нулю, то полная энергия

электромагнитного поля

А. уменьшается В. равна нулю С. не меняется Д. увеличивается

3.Если в цепи имеется конденсатор, то колебания силы тока

А. совпадают по фазе с колебаниями напряжения

В. отстают по фазе на π/2 от колебаний напряжения

С. опережают по фазе на π /3 колебания напряжения

Д. опережают по фазе на π /2 колебания напряжения

4.Индуктивное сопротивление зависит от

А. фазы В.амплитуды С. частоты Д.ёмкости конденсатора

5. Резонанс в колебательном контуре- это

А. резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний силы тока

В. резкое уменьшение амплитуды вынужденных колебаний силы тока

С. резкое возрастание частоты вынужденных колебаний силы тока

Д. резкое возрастание периода вынужденных колебаний силы тока

6. Примером автоколебательной системы является

А. колебательный контур В. математический маятник

С. генератор на транзисторе Д. физический маятник

7.Как изменится период электромагнитных колебаний в колебательном контуре, если

индуктивность катушки уменьшить в 4 раза?

А.Увеличится в 2 раза Б.Уменьшится в 2 раза В.Увеличится в 4 раза Г.Уменьшится в 4 раза

8. Графики, приведенные на рисунке, соответствуют цепи содержащей:

А. Активное сопротивление

Б. Катушку индуктивности

В.Конденсатор

Часть2

1.По графику найти:

А. амплитудное значение ЭДС;

Б. период изменения ЭДС;

В. частоту и циклическую частоту;

Г. напишите уравнение зависимости e(t).

2.Напряжение на концах участка изменяется со временем  по закону u=311sin314t.

Определить  амплитудное и действующее значения напряжения, период и частоту.

Чему равно напряжение в момент времени 0,005с?

3. Катушку, какой индуктивности нужно включить в колебательный контур, чтобы с

конденсатором емкостью 2 мкФ получить электромагнитные колебания частотой 1000 Гц?

4. Чему равна емкость конденсатора, если переменному току частотой 100 Гц он оказывает

сопротивление 0,001 Ом

Контрольная работа Электромагнитные колебания

2 вариант

Часть 1

1.Колебания, возникающие в системе без воздействия на неё внешних периодических сил,

называются

А. гармоническими В. вынужденными С. автоколебаниями Д. свободными

2. В колебательном контуре энергия электрического поля конденсатора периодически

превращается

А. в энергию магнитного поля тока В. в энергию электрического поля

С. в механическую энергию Д. во внутреннюю энергию

3.Если в цепи имеется катушка индуктивности, то колебания силы тока

А. отстают по фазе на π / 8 от колебаний напряжения

В. совпадают по фазе с колебаниями напряжения

С. опережают по фазе на π /3 колебания напряжения

Д. отстают по фазе на π /2 от колебаний напряжения

4.Ёмкостное сопротивление зависит от

А.индуктивности катушки В. фазы С. амплитуды Д. частоты и ёмкости конденсатора

5.Переменный электрический ток- это

А. вынужденные электромагнитные колебания В. свободные электромагнитные колебания

С. затухающие электромагнитные колебания Д.механические колебания

6.Основные элементы автоколебательной системы

А. источник энергии, колебательная система, клапан, обратная связь

В. источник энергии, колебательная система, клапан, резистор

С. транзистор, колебательная система, клапан, обратная связь

Д. транзистор, колебательная система

7.Как изменится период электромагнитных колебаний в колебательном контуре, если

емкость конденсатора увеличится в 4 раза?

А.Увеличится в 2 раза Б.Уменьшится в 2 раза В.Увеличится в 4 раза Г.Уменьшится в 4 раза

8. Графики, приведенные на рисунке, соответствуют цепи содержащей:

А. Активное сопротивление

Б. Катушку индуктивности

В.Конденсатор

Часть2

1.По графику найти:

А. амплитудное значение силы тока;

Б. период изменения силы тока;

В. частоту и циклическую частоту;

Г. напишите уравнение зависимости i(t).

2. Сила тока в колебательном контуре меняется по закону: i=0.1cos10πt

Найдите амплитудное и действующее значения силы тока, период и частоту колебаний.

Чему равно значение силы тока в момент времени 0,1с?

3. Индуктивность катушки колебательного контура 50 мГн. Требуется настроить этот контур на

частоту 1 МГц. Какова должна быть емкость конденсатора в этом контуре?

4. Индуктивное сопротивление катушки в цепи переменного тока 50 Гц равно 31,4 Ом. Чему равна

индуктивность катушки?

Листать вверх Листать вниз Скачивание материала начнется через 51 сек.

Вариант 5

A1. В уравнении гармонического колебания q = q_mcos(ωt + φ) величина, стоящая перед знаком косинуса, называется

1) фазой
2) начальной фазой
3) амплитудой заряда
4) циклической частотой

А2. На рисунке представлена зависимость силы тока в металлическом проводнике от времени.

Период колебаний тока равен

1) 2 мс
2) 4 мс
3) 6 мс
4) 10 мс

А3. На рисунке приведен график зависимости силы тока от времени в колебательном контуре при свободных колебаниях.

Если емкость конденсатора увеличить в 4 раза, то период собственных колебаний контура станет равным

1) 2 мкс
2) 4 мкс
3) 8 мкс
4) 16 мкс

А4. По участку цепи с некоторым сопротивлением R течет переменный ток, меняющийся по гармоническому закону. В некоторый момент времени действующее значение силы тока на участке цепи увеличивается в 2 раза, а сопротивление уменьшается в 4 раза. При этом мощность тока

1) увеличится в 4 раза
2) увеличится в 2 раза
3) уменьшится в 2 раза
4) не изменится

А5. КПД трансформатора 90 %. Напряжение на концах первичной обмотки 220 В, на концах вторичной 22 В. Сила тока во вторичной обмотке 9 А. Какова сила тока в первичной обмотке трансформатора?

1) 0,1 А
2) 0,45 А
3) 0,9 А
4) 1 А

B1. В таблице показано, как изменялся заряд конденсатора в колебательном контуре с течением времени.

t, 10-6 с	1	2	3	4	5	6	7	8	9
q, 10-6 Кл	2	1,42	-1,42	-2	-1,42	1,42	2	1,42

Вычислите индуктивность катушки, если емкость конденсатора в контуре равна 50 пФ. Ответ выразите в миллигенри и округлите до целых.

В2. Электрический колебательный контур радиоприемника содержит катушку индуктивности 10 мГн и два параллельно соединенных конденсатора, емкости которых равны 360 пФ и 40 пФ. На какую длину волны настроен контур? Скорость распространения электромагнитных волн с = 3 · 108 м/с.

C1. В идеальном колебательном контуре амплитуда колебаний силы электрического тока в катушке индуктивности I_m = 5 мА, а амплитуда напряжения на конденсаторе U_m = 2 В. В момент времени t сила тока в катушке i = 3 мА. Найдите напряжение на конденсаторе в этот момент.

Ответы на контрольную работу Электромагнитные колебания и волны 11 классВариант 1
A1-1
A2-2
A3-1
A4-3
A5-2
B1. 50,7 пФ
B2. 18,84 м
C1. T = 2πq_m/I_mВариант 2
A1-4
A2-2
A3-3
A4-2
A5-3
B1. 5 мкФ
B2. 206,4 м
C1. 5 нКлВариант 3
A1-2
A2-2
A3-3
A4-1
A5-3
B1. 65 мГн
B2. 619,1 м
C1. 8 мАВариант 4
A1-3
A2-2
A3-2
A4-2
A5-3
B1. 100 В
B2. 2,54 мкГн
C1. 2 нКлВариант 5
A1-3
A2-2
A3-3
A4-4
A5-4
B1. 32 мГн
B2. 3768 м
C1. 1,6 В

Краткие итоги главы 4

1. При электромагнитных колебаниях происходят периодические изменения электрического заряда, силы тока и напряжения. Электромагнитные колебания подразделяются на свободные, затухающие, вынужденные и автоколебания.

2. Простейшей системой, в которой наблюдаются свободные электромагнитные колебания, является колебательный контур. Он состоит из проволочной катушки и конденсатора. Уравнение, описывающее электромагнитные колебания в контуре, имеет вид

где q — заряд конденсатора; q” — вторая производная заряда по времени; — квадрат циклической частоты колебаний, зависящей от индуктивности L и емкости С.

3. Решение уравнения, описывающего свободные электромагнитные колебания, выражается либо через косинус, либо через синус:

q = qm cos ωt или q — qm sin ωt.

4. Колебания, происходящие по закону косинуса или синуса, называются гармоническими. Максимальное значение заряда qm на обкладках конденсатора называется амплитудой колебаний заряда. Величина со0 называется циклической частотой колебаний и выражается через число v колебаний в секунду: ω = 2πv.

Период колебаний выражается через циклическую частоту следующим образом:

Величину, стоящую под знаком косинуса или синуса в решении для уравнения свободных колебаний, называют фазой колебаний. Фаза определяет состояние колебательной системы в данный момент времени при заданной амплитуде колебаний.

5. Из-за наличия у контура сопротивления колебания в нем с течением времени затухают.

6. Вынужденные колебания, т. е. переменный электрический ток, возникают в цепи под действием внешнего периодического напряжения. Между колебаниями напряжения и силы тока в общем случае наблюдается сдвиг фаз φ.

7. Мощность в цепи переменного тока определяется действующими значениями силы тока и напряжения: Р = IU cos φ.

8. При совпадении частоты внешнего переменного напряжения с собственной частотой колебательного контура наступает резонанс — резкое возрастание амплитуды силы тока при вынужденных колебаниях. Резонанс выражен отчетливо лишь при достаточно малом активном сопротивлении контура.

Одновременно с возрастанием силы тока при резонансе происходит резкое увеличение напряжения на конденсаторе и катушке. Явление электрического резонанса используется при радиосвязи.

9. Автоколебания возбуждаются в колебательном контуре генератора на транзисторе за счет энергии источника постоянного напряжения. В генераторе используется транзистор, т. е. полупроводниковое устройство, состоящее из эмиттера, базы и коллектора и имеющее два р—n-перехода. Колебания тока в контуре вызывают колебания напряжения между эмиттером и базой, которые управляют силой тока в цепи колебательного контура (обратная связь). От источника напряжения в контур поступает энергия, компенсирующая потери энергии в контуре на резисторе.