Номер 11, страница 91 - гдз по физике 9 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

VIII. Электромагнитные колебания и волны. Выполняем тест - номер 11, страница 91.

Условие.

11. Какие элементы должны входить в цепь, чтобы она стала колебательным контуром?

1) Конденсатор и источник постоянного тока.

2) Источник тока и катушка.

3) Конденсатор и катушка.

4) Конденсатор и источник переменного тока.

Решение.

Решение

Колебательный контур (или LC-контур) — это электрическая цепь, состоящая из катушки индуктивности (L) и конденсатора (C), соединенных параллельно или последовательно. В такой цепи могут возникать и поддерживаться свободные электромагнитные колебания, в ходе которых происходит периодический обмен энергией между электрическим полем конденсатора и магнитным полем катушки.

Рассмотрим предложенные варианты, чтобы определить, какая комбинация элементов формирует колебательный контур.

1) Конденсатор и источник постоянного тока.
Эта цепь используется для зарядки конденсатора. Когда конденсатор полностью зарядится до напряжения источника, ток в цепи прекратится. Никаких колебаний в этой системе не возникает.

2) Источник тока и катушка.
При подключении катушки к источнику постоянного тока через неё потечет ток, который создаст вокруг катушки магнитное поле. В идеальной цепи ток будет нарастать до бесконечности, а в реальной — установится на постоянном уровне, ограниченном сопротивлением цепи. Колебательного процесса не происходит.

3) Конденсатор и катушка.
Это классическая схема колебательного контура. Если конденсатор предварительно зарядить и замкнуть на катушку, начнется процесс разрядки. Ток, протекающий через катушку, создаст в ней нарастающее магнитное поле. Энергия электрического поля конденсатора $W_E = \frac{CU^2}{2}$ будет переходить в энергию магнитного поля катушки $W_M = \frac{LI^2}{2}$. Затем, после полной разрядки конденсатора, магнитное поле катушки начнет убывать, индуцируя ток, который перезарядит конденсатор в обратной полярности. Этот процесс будет повторяться, создавая электромагнитные колебания. Таким образом, эта комбинация элементов и образует колебательный контур.

4) Конденсатор и источник переменного тока.
Эта цепь представляет собой цепь переменного тока, в которой происходят вынужденные колебания. Частота этих колебаний определяется частотой источника переменного тока. Хотя такая цепь может демонстрировать явление резонанса, фундаментальной системой, способной к свободным колебаниям (т.е. колебательным контуром), является именно совокупность конденсатора и катушки, а не их комбинация с источником.

Следовательно, для того чтобы цепь стала колебательным контуром, в нее должны входить конденсатор и катушка.

Ответ: 3.