В колебательном контуре индуктивность катушки равна 0,2 Гн, а амплитуда колебаний силы тока 40 мА. Как найти энергию электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки в тот момент, когда мгновенное значение силы тока в 2 раза меньше амплитудного значения? Помогите, прошу.
Физика 11 класс Электромагнитные колебания колебательный контур индуктивность катушки амплитуда колебаний Сила тока энергия электрического поля энергия магнитного поля мгновенное значение конденсатор физика 11 класс задачи по физике электромагнитные колебания формулы для энергии расчеты в физике Новый
Для решения данной задачи мы будем использовать формулы для энергии электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки в колебательном контуре.
Шаг 1: Определение необходимых величин.
Шаг 2: Определение энергии магнитного поля катушки.
Энергия магнитного поля катушки определяется по формуле:
Uₘ = (1/2) * L * I²
Подставим известные значения:
Теперь подставим значения в формулу:
Uₘ = (1/2) * 0,2 * (0,02)²
Uₘ = (1/2) * 0,2 * 0,0004
Uₘ = 0,00004 Дж = 40 мкДж
Шаг 3: Определение энергии электрического поля конденсатора.
В колебательном контуре энергия электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки связаны. В момент, когда мгновенное значение силы тока в 2 раза меньше амплитудного, можно определить, что энергия электрического поля будет равна:
Uₑ = Uₜ - Uₘ
где Uₜ - полная энергия, которая сохраняется в контуре.
Полная энергия в контуре определяется по формуле:
Uₜ = (1/2) * L * I₀²
Подставим значения:
Uₜ = (1/2) * 0,2 * (0,04)²
Uₜ = (1/2) * 0,2 * 0,0016
Uₜ = 0,00016 Дж = 160 мкДж
Теперь можем найти энергию электрического поля:
Uₑ = Uₜ - Uₘ = 160 мкДж - 40 мкДж = 120 мкДж
Ответ: Энергия электрического поля конденсатора в этот момент составляет 120 мкДж, а энергия магнитного поля катушки - 40 мкДж.