Номер 6, страница 146 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 5. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 28. Свободные электромагнитные колебания. Вопросы - номер 6, страница 146.

Условие.

6. Объясните, как изменяется сила тока в идеальном колебательном контуре при перезарядке конденсатора (см. рис. 150).

Рис. 150

Решение.

Изменение силы тока в идеальном колебательном контуре в процессе перезарядки конденсатора представляет собой гармоническое колебание. Рассмотрим один полный период этого процесса, разделенный на этапы, как показано на рисунке.

а) В начальный момент времени конденсатор полностью заряжен, и вся энергия системы сосредоточена в его электрическом поле. Движение зарядов в контуре отсутствует.
Ответ: Сила тока равна нулю ($I=0$).

б) Конденсатор начинает разряжаться через катушку индуктивности. Энергия электрического поля преобразуется в энергию магнитного поля. Сила тока плавно нарастает. В момент, когда конденсатор полностью разряжен, сила тока достигает своего максимального (амплитудного) значения.
Ответ: Сила тока возрастает от $\text{0}$ до своего максимального значения $I_{max}$.

в) Благодаря явлению самоиндукции, ток в катушке не может прекратиться мгновенно. Он продолжает течь в том же направлении, перезаряжая конденсатор (обкладки меняют знак заряда). По мере накопления заряда на конденсаторе возникает электрическое поле, противодействующее току. В результате сила тока убывает. Когда конденсатор полностью перезаряжен, ток прекращается.
Ответ: Сила тока убывает от $I_{max}$ до $\text{0}$.

г) Конденсатор, заряженный с обратной полярностью, начинает разряжаться. В контуре возникает ток, текущий в противоположном направлении по сравнению с этапом 'б'. Сила тока по модулю вновь нарастает от нуля. Когда конденсатор полностью разрядится, сила тока достигнет максимального значения, но уже в обратном направлении.
Ответ: Сила тока по модулю возрастает от $\text{0}$ до $I_{max}$ (направление тока противоположно исходному).

д) Ток продолжает течь в том же направлении (противоположном исходному) за счет самоиндукции, заряжая конденсатор до его первоначального состояния. Сила тока по мере зарядки конденсатора убывает. Когда конденсатор полностью заряжен, как в состоянии 'а', ток в контуре снова становится равным нулю.
Ответ: Сила тока по модулю убывает от $I_{max}$ до $\text{0}$.