Особенности заданий ЕГЭ. Электромагнитные колебания и волны

Содержание

Слайд 2

Из теории вопроса Колебательный контур – вид колебательной системы – устройство

Из теории вопроса

Колебательный контур – вид колебательной системы – устройство состоящее

из конденсатора и катушки индуктивности.
Идеальный колебательный контур- колебательный контур, активное сопротивление которого равно нулю.
Слайд 3

Полная энергия колебательного идеального контура сохраняется, так как нет потерь энергии,

Полная энергия колебательного идеального контура сохраняется, так как нет потерь энергии,

связанных с превращением части этой энергии в тепловую.
W=Li²/2+q²/2C - полная энергия колебательного контура в произвольный момент времени
Слайд 4

Способы возбуждения колебаний 1. Зарядив конденсатор. При замыкании ключа возникнет ток

Способы возбуждения колебаний

1. Зарядив конденсатор. При замыкании ключа возникнет ток через

катушку, направленный от положительной пластины к отрицательной. Заряд конденсатора и его энергия будут уменьшаться. Энергия электрического поля конденсатора будет переходить в энергию магнитного поля катушки. Когда конденсатор полностью разрядится, сила тока станет максимальной.
Слайд 5

Движение электронов приведет к перезарядке конденсатора: переход энергии магнитного поля катушки

Движение электронов приведет к перезарядке конденсатора: переход энергии магнитного поля катушки

в энергию электрического поля конденсатора. Дальше процесс будет продолжаться, но ток пойдет в другую сторону.
2. Возбудив в контуре ЭДС самоиндукции, процесс будет происходить аналогично, но начиная с перехода магнитного поля катушки в электрическую.
Слайд 6

Колебания в контуре гармонические. Период колебаний- минимальный промежуток времени через который

Колебания в контуре гармонические.

Период колебаний- минимальный промежуток времени через который все

процессы в контуре повторяются.
T=2Π√LC формула Томсона
Частота колебаний – число колебаний в единицу времени
n=1/T=1/2Π√LC
Циклическая частота-количество колебаний за 2 П секунд w =2Π/T
Слайд 7

Фаза колебаний φ=ωt+φo, где φo – начальная фаза колебаний Она возникает

Фаза колебаний
φ=ωt+φo, где φo – начальная фаза колебаний
Она возникает только в

том случае, если отсчет времени начинается позже начала колебаний.
Слайд 8

Если закон изменения заряда на обкладках конденсатора имеет вид q(t)= qmcosωt,

Если закон изменения заряда на обкладках конденсатора имеет вид
q(t)= qmcosωt,
То

i(t)=q´(t)=-qmωsinωt=-Imsinωt
U(t)=q(t)/C=qm/Ccosωt=umcosωt
ε(t)=-u(t)=-umcosωt=-εmcosωt
Частота изменения всех величин одинакова
Слайд 9

Энергия контура в произвольный момент времени W=Li²/2+g²/2C=const Тогда gm=Im√LC=Imω Зависимость энергии от времени W=g²(m)/2C=g²m/2Ccos²ωt Wм=Li²(t)/2=Li²msin²ωt=Wsin²ωt

Энергия контура в произвольный момент времени W=Li²/2+g²/2C=const
Тогда gm=Im√LC=Imω
Зависимость энергии от

времени
W=g²(m)/2C=g²m/2Ccos²ωt
Wм=Li²(t)/2=Li²msin²ωt=Wsin²ωt
Слайд 10

Задача В процессе колебаний заряд на обкладках конденсатора идеального контура в

Задача

В процессе колебаний заряд на обкладках конденсатора идеального контура в момент

времени t равенg4*10­, а сила тока в катушке i=3mA, период колебаний T=6,3*10­ сек. Найдите амплитуду заряда.
Слайд 11

Анализ физической ситуации Мгновенные значения силы тока в катушке и заряда

Анализ физической ситуации

Мгновенные значения силы тока в катушке и заряда на

обкладках конденсатора связан с амплитудой заряда законом сохранения энергии

W=g²/2C+Li²/2=g²/2C=Li²/2
Домножим на 2C, получим
g²m=g²+CLi²

Слайд 12

Произведение емкости конденсатора на индуктивность катушки можно выразить через период из

Произведение емкости конденсатора на индуктивность катушки можно выразить через период из

формулы Томсона

T = 2π√LC
Откуда
CL=T²/4π²

Слайд 13

Объединив уравнения подставим значения и произведем расчет g²m=g²+T²/4π²i² тогда gm=√g²+T²i²/4π² и произвести расчет

Объединив уравнения подставим значения и произведем расчет

g²m=g²+T²/4π²i² тогда
gm=√g²+T²i²/4π² и произвести расчет