Номер 4, страница 146 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 5. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 28. Свободные электромагнитные колебания. Задания и упражнения - номер 4, страница 146.

Условие.

4. На рис. 150 изображены процессы, происходящие в колебательном контуре при свободных электромагнитных колебаниях. Какие процессы, происходящие в колебательном контуре, относятся к первой половине периода, а какие — ко второй?

Рис. 150

Решение.

Для того чтобы определить, какие процессы относятся к первой, а какие ко второй половине периода свободных электромагнитных колебаний, проанализируем полный цикл. Период колебаний обозначим как $\text{T}$. В качестве начального момента времени ($t=0$) примем состояние, изображенное на рисунке а, где конденсатор полностью заряжен, а сила тока в контуре равна нулю.

К первой половине периода

Первая половина периода — это промежуток времени от $t=0$ до $t=T/2$. За это время происходят следующие изменения в контуре:
- Рисунок а ($t=0$): Конденсатор полностью заряжен, его энергия электрического поля максимальна. Сила тока равна нулю.
- Рисунок б ($t=T/4$): Конденсатор полностью разряжается. Сила тока в катушке достигает максимального значения $I_{max}$, а энергия электрического поля полностью переходит в энергию магнитного поля катушки.
- Рисунок в ($t=T/2$): Ток продолжает течь в том же направлении и перезаряжает конденсатор, но с обратной полярностью. Сила тока уменьшается до нуля. Энергия магнитного поля полностью переходит обратно в энергию электрического поля. Этот момент является концом первой половины периода.
Следовательно, к первой половине периода относятся процессы, изображенные на рисунках а, б, в.

Ответ: К первой половине периода относятся процессы а, б, в.

Ко второй половине периода

Вторая половина периода — это промежуток времени от $t=T/2$ до $t=T$. Она начинается с состояния, изображенного на рисунке в:
- Рисунок в ($t=T/2$): Конденсатор полностью заряжен с обратной полярностью. Сила тока равна нулю.
- Рисунок г ($t=3T/4$): Конденсатор разряжается, в цепи течет ток в обратном направлении, достигающий максимального значения $I_{max}$. Энергия электрического поля вновь полностью переходит в энергию магнитного поля.
- Рисунок д ($t=T$): Ток перезаряжает конденсатор, возвращая его в исходное состояние (как на рисунке а). Сила тока падает до нуля. Контур завершает один полный период колебаний.
Следовательно, ко второй половине периода относятся процессы, изображенные на рисунках в, г, д.

Ответ: Ко второй половине периода относятся процессы в, г, д.