Номер 722, страница 110 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Авторы: Марон А. Е., Марон Е. А., Позойский С. В.
Тип: Сборник вопросов и задач
Издательство: Просвещение
Год издания: 2022 - 2025
Цвет обложки: белый на синем фоне изображена телебашня
ISBN: 978-5-09-087199-0
Популярные ГДЗ в 9 классе
Электромагнитное поле. Электромагнитные волны. Колебательный контур. Принципы радиосвязи и телевидения. Электромагнитное поле - номер 722, страница 110.
№722 (с. 110)
Условие. №722 (с. 110)
скриншот условия

722. Как изменится энергия колебательного контура, если раздвинуть пластины заряженного конденсатора и вытянуть катушку в прямой провод?
Решение. №722 (с. 110)
Полная энергия идеального колебательного контура представляет собой сумму энергии электрического поля конденсатора ($W_E$) и энергии магнитного поля катушки индуктивности ($W_M$): $W = W_E + W_M = \frac{q^2}{2C} + \frac{LI^2}{2}$ где $q$ – заряд на обкладках конденсатора, $C$ – его электроёмкость, $L$ – индуктивность катушки, а $I$ – сила тока в цепи.
В условии задачи сказано, что изменения производятся с «заряженным конденсатором». Это означает, что мы рассматриваем состояние контура в момент времени, когда заряд на конденсаторе максимален ($q = q_{max}$), а сила тока в контуре равна нулю ($I = 0$). В этот момент вся энергия контура является электрической и сосредоточена в конденсаторе.
Рассмотрим последовательно оба действия.
1. Раздвинуть пластины заряженного конденсатора. Электроёмкость плоского конденсатора определяется формулой $C = \frac{\epsilon \epsilon_0 S}{d}$, где $d$ – расстояние между пластинами. При увеличении расстояния $d$ ёмкость конденсатора $C$ уменьшается. Поскольку конденсатор заряжен и в данный момент не разряжается (так как ток $I=0$), его заряд $q_{max}$ остаётся постоянным. Энергия, запасённая в конденсаторе, равна $W_E = \frac{q_{max}^2}{2C}$. Из этой формулы видно, что при уменьшении ёмкости $C$ (при неизменном заряде $q_{max}$) энергия электрического поля $W_E$ увеличивается. Это увеличение происходит за счёт совершения внешней механической работы против сил электростатического притяжения между пластинами конденсатора.
2. Вытянуть катушку в прямой провод. Индуктивность катушки $L$ зависит от её геометрической формы. Когда катушку вытягивают в прямой провод, её индуктивность резко уменьшается, стремясь к нулю. Это действие, согласно условию, происходит в тот же момент, когда ток в контуре равен нулю ($I=0$). Энергия магнитного поля катушки равна $W_M = \frac{LI^2}{2}$. Поскольку $I=0$, энергия магнитного поля равна нулю как до, так и после вытягивания катушки. Следовательно, это действие не приводит к изменению полной энергии контура.
Таким образом, в результате раздвижения пластин конденсатора энергия системы увеличивается, а в результате вытягивания катушки в провод энергия системы не изменяется. Следовательно, общая энергия колебательного контура возрастёт.
Ответ: Энергия колебательного контура увеличится. Увеличение произойдёт за счёт совершения механической работы по раздвижению пластин заряженного конденсатора.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 9 класс, для упражнения номер 722 расположенного на странице 110 к сборнику вопросов и задач 2022 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №722 (с. 110), авторов: Марон (Абрам Евсеевич), Марон (Евгений Абрамович), Позойский (Семён Вениаминович), ФГОС (старый) учебного пособия издательства Просвещение.