Номер 740, страница 112 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитное поле. Электромагнитное поле. Электромагнитные волны. Колебательный контур. Принципы радиосвязи и телевидения - номер 740, страница 112.

Условие.

740. Из приведённых ниже утверждений выберите два правильных.

1) В колебательном контуре происходит периодическое изменение энергии электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки.

2) В колебательном контуре происходит периодическое изменение энергии электрического поля катушки и магнитного поля конденсатора.

3) В идеальном колебательном контуре полная энергия колебаний уменьшается.

4) Полная энергия колебаний в идеальном колебательном контуре равна максимальной энергии электрического поля.

5) В идеальном колебательном контуре в любой момент времени энергия электрического поля равна энергии магнитного поля.

Решение.

Решение

Проанализируем каждое из предложенных утверждений:

1) В колебательном контуре происходит периодическое изменение энергии электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки.

Это утверждение является верным. В колебательном контуре энергия периодически преобразуется из энергии электрического поля, запасенной в конденсаторе, в энергию магнитного поля, запасенную в катушке, и обратно. Когда заряд на конденсаторе максимален, максимальна и энергия электрического поля $W_E = \frac{q_{max}^2}{2C}$, а ток в катушке равен нулю, и энергия магнитного поля $W_M$ равна нулю. По мере разрядки конденсатора ток в катушке растет, и энергия электрического поля превращается в энергию магнитного поля. Когда конденсатор полностью разряжен, ток в катушке максимален, и энергия магнитного поля достигает своего максимума $W_M = \frac{LI_{max}^2}{2}$, а энергия электрического поля равна нулю. Этот процесс циклически повторяется.

2) В колебательном контуре происходит периодическое изменение энергии электрического поля катушки и магнитного поля конденсатора.

Это утверждение неверно. В нем перепутаны элементы контура: электрическое поле создается зарядами на обкладках конденсатора, а магнитное поле создается током, протекающим через катушку индуктивности.

3) В идеальном колебательном контуре полная энергия колебаний уменьшается.

Это утверждение неверно. По определению, идеальный колебательный контур — это система без потерь энергии (его активное сопротивление равно нулю, $R=0$). В такой системе полная электромагнитная энергия сохраняется, а не уменьшается. Уменьшение энергии (затухание колебаний) происходит только в реальном контуре из-за наличия сопротивления.

4) Полная энергия колебаний в идеальном колебательном контуре равна максимальной энергии электрического поля.

Это утверждение верно. Полная энергия идеального контура $W$ в любой момент времени равна сумме энергии электрического поля $W_E$ и энергии магнитного поля $W_M$: $W = W_E + W_M$. В момент, когда вся энергия сосредоточена в конденсаторе (ток через катушку равен нулю), энергия электрического поля максимальна $W_{E,max}$, а энергия магнитного поля равна нулю. В этот момент полная энергия равна максимальной энергии электрического поля: $W = W_{E,max} + 0 = W_{E,max}$. Так как полная энергия в идеальном контуре сохраняется, это равенство справедливо для всего процесса колебаний.

5) В идеальном колебательном контуре в любой момент времени энергия электрического поля равна энергии магнитного поля.

Это утверждение неверно. Энергия электрического поля и энергия магнитного поля непрерывно превращаются друг в друга. Они равны лишь в определенные моменты времени (конкретно, четыре раза за период колебаний), но не в любой момент. Например, когда одна из них максимальна, другая равна нулю.

Таким образом, верными являются утверждения 1 и 4.

Ответ: 1, 4.