Каково значение энергии в конденсаторе и катушке в тот момент, когда напряжение на конденсаторе составляет 310 B, если уравнение u = 310cos(wt) описывает зависимость напряжения от времени в колебательном контуре?

 

• 1) в конденсаторе и катушке максимальны
• 2) в конденсаторе максимальна, в катушке минимальна
• 3) в конденсаторе минимальна, в катушке максимальна
• 4) в конденсаторе и катушке минимальна

Физика 10 класс Энергия в колебательном контуре энергия конденсатора энергия катушки напряжение 310 B колебательный контур зависимость напряжения времени Новый

Давайте разберем, что происходит в колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки (индуктивности), когда мы имеем зависимость напряжения от времени, заданную уравнением u = 310cos(wt).

1. Понимание колебательного контура:

• В колебательном контуре энергия периодически переходит из электрической энергии в магнитную и обратно.
• Когда конденсатор заряжен, он хранит электрическую энергию, а когда катушка проводит ток, она хранит магнитную энергию.

2. Анализ напряжения:

• Уравнение u = 310cos(wt) показывает, что напряжение колеблется от +310 В до -310 В.
• Когда напряжение достигает максимума (310 В), это происходит в момент, когда cos(wt) = 1, что соответствует определенному времени в колебаниях.
• В этот момент конденсатор максимально заряжен, и вся энергия находится в нем в виде электрической энергии.
• Когда конденсатор заряжен до максимума, ток в цепи равен нулю, следовательно, в катушке нет магнитной энергии.

3. Определение состояний энергии:

• Когда конденсатор заряжен до максимума, его энергия максимальна, а энергия в катушке минимальна (равна нулю).
• Таким образом, в данный момент времени, когда напряжение на конденсаторе составляет 310 В, в конденсаторе максимальная энергия, а в катушке минимальная.

В итоге, правильный ответ на вопрос: в конденсаторе максимальна, в катушке минимальна. Это соответствует варианту 2.