Номер 62.3, страница 218 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 62. Переменный ток. Трансформаторы. Глава 8. Магнитные и электромагнитные явления - номер 62.3, страница 218.

62.3 [н] На рисунке VIII-28 представлены колебания значения силы тока от времени. Чему равны период колебаний, их частота, максимальное и минимальное значения силы переменного тока?

I, А

$t, \times 10^{-2} \text{ с}$

Рис. VIII-28

Дано:

График зависимости силы тока $I$ от времени $t$.

Из графика:

Амплитудное (максимальное) значение силы тока: $I_{max} = 2$ А.

Время, соответствующее первому максимуму: $t_1 = 0,5 \times 10^{-2}$ с.

Время, соответствующее второму максимуму: $t_2 = 2,5 \times 10^{-2}$ с.

Все данные уже представлены в системе СИ.

Найти:

Период колебаний $T$

Частоту колебаний $\nu$

Максимальное значение силы тока $I_{max}$

Минимальное значение силы тока $I_{min}$

Решение:

Период колебаний

Период колебаний $T$ — это наименьший промежуток времени, через который система возвращается в то же состояние (проходит одно полное колебание). На графике период можно определить как расстояние по оси времени между двумя соседними точками, находящимися в одинаковой фазе, например, между двумя максимумами.

Из графика находим моменты времени, соответствующие первому и второму максимумам силы тока. По оси времени $t$ указан множитель $\times 10^{-2}$ с.

$t_1 = 0,5 \times 10^{-2}$ с

$t_2 = 2,5 \times 10^{-2}$ с

Период $T$ равен разности этих времен:

$T = t_2 - t_1 = 2,5 \times 10^{-2} \text{ с} - 0,5 \times 10^{-2} \text{ с} = 2,0 \times 10^{-2} \text{ с} = 0,02$ с.

Ответ: период колебаний равен $2,0 \times 10^{-2}$ с.

Частота колебаний

Частота колебаний $\nu$ — это число полных колебаний, совершаемых за единицу времени. Частота является величиной, обратной периоду:

$\nu = \frac{1}{T}$

Подставим найденное значение периода:

$\nu = \frac{1}{2,0 \times 10^{-2} \text{ с}} = \frac{1}{0,02 \text{ с}} = 50$ Гц.

Ответ: частота колебаний равна 50 Гц.

Максимальное значение силы переменного тока

Максимальное значение силы тока, или амплитудное значение $I_{max}$, — это наибольшее по модулю значение, которого достигает сила тока в процессе колебаний. Из графика видно, что пиковое значение на положительной полуволне (вершина синусоиды) соответствует значению 2 А по оси $I$.

$I_{max} = 2$ А.

Ответ: максимальное значение силы переменного тока равно 2 А.

Минимальное значение силы переменного тока

Минимальное значение силы тока $I_{min}$ — это наименьшее (наиболее отрицательное) значение, которое принимает сила тока. Для гармонических колебаний оно равно амплитудному значению со знаком минус. Из графика видно, что самая нижняя точка синусоиды находится на уровне -2 А.

$I_{min} = -2$ А.

Ответ: минимальное значение силы переменного тока равно -2 А.