Меню

Периодические изменения заряда силы тока напряжения называются вынужденными колебаниями

Электромагнитные колебания, переменный ток

Электромагнитные колебания, переменный ток

1. Периодические изменения заряда, силы тока, напряжения называются

А) механическими колебаниями В) электромагнитными колебаниями С) свободными колебаниями Д)вынужденными колебаниями

2. Резонанс в колебательном контуре возникает, если

А) частота внешнего напряжения совпадает с собственной частотой В) амплитуда внешнего напряжения совпадает с собственной частотой С) фаза внешнего напряжения совпадает с собственной частотой Д) период колебания внешнего напряжения совпадает с собственной частотой

3. Колебательный контур состоит

А) конденсатора и резистора В) конденсатора и лампы С) конденсатора и катушки индуктивности Д) коденсатора и вольтметра

4. Если сопротивление колебательного контура равна нулю, то полная энергия электромагнитного поля

А) меняется В) равна нулю С) не меняется Д) увеличивается

5. Устройство, которое повышает или понижает напряжение, называется

А генератором) В) конденсатором С) трансформатором Д) колебательным контуром

6. Примером автоколебательной системы является

А) колебательный контур В) математический маятник С) генератор на транзисторе Д) физический маятник

7. Если в цепи имеется конденсатор, то колебания силы тока

А) совпадают по фазе с колебаниями напряжения В) отстают по фазе на П/2 от колебаний напряжения С) опережают по фазе на П/3 колебания напряжения Д) опережают по фазе на П/2 колебания напряжения

8. Индуктивное сопротивление зависит от А) фазы В) амплитуды С частоты) Д) ёмкости конденсатора

9. Если К>1, то трасформатор А) понижающий В) повышающий С) электрический Д) не повышает и не понижает

10. Величина, равная квадратному корню из среднего значения квадрата силы тока, называется

А) действующим значением напряжения В) действующим значением силы тока С) мгновенным значением силы тока Д) амплитудным значением силы тока

11. Резонанс в колебательном контуре — это

А) резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний силы тока В) резкое уменьшение амплитуды вынужденных колебаний силы тока С) резкое возрастание частоты вынужденных колебаний силы тока Д) резкое возрастание периода вынужденных колебаний силы тока

12. Скорость изменения энергии магнитного поля по модулю равна

А) нулю В) скорости изменения энергии электрического поля С) скорости перезарядки конденсатора Д) скорости движения электронов в проводнике

13. Если в цепи имеется катушка индуктивности, то колебания силы тока

А) отстают по фазе на П/8 от колебаний напряжения В) совпадают по фазе с колебаниями напряжения С) опережают по фазе на П/3 колебания напряжения Д) отстают по фазе на П/2 от колебаний напряжения

14. Устройство, которое преобразует энергию того или иного вида в электрическую, называется

А) трансформатором В) генератором С) коденсатором Д) колебательным контуром

15. Ёмкостное сопротивление зависит от

А) индуктивности катушки В) фазы С) амплитуды Д) частоты и ёмкости конденсатора

16. Переменный электрический ток — это

А) вынужденные электромагнитные колебания В) свободные электромагнитные колебания С) затухающие электромагнитные колебания Д) механические колебания

17. В колебательном контуре энергия электрического поля конденсатора периодически превращается

А) в энергию магнитного поля тока В) в энергию электрического поля С) в механическую энергию Д) в световую энергию

18. Колебания в цепи под действием внешней периодической ЭДС называются

А) механическими В) электромагнитными С) свободными Д) вынужденными

19. Основные элементы автоколебательной системы

А) источник энергии, колебательная система, клапан, обратная связь В) источник энергии, колебательная система, клапан, резистор С) транзистор, колебательная система, клапан, обратная связь Д) транзистор, колебательная система

20. В проводнике с активным сопротивлением колебания силы тока

А) отстают по фазе на П/2 от колебаний напряжения В) совпадают по фазе с колебаниями напряжения С) опережают по фазе на П/2 колебания напряжения Д) опережают по фазе на П/6 колебания напряжения

21. Колебания, возникающие в системе без воздействия на неё внешних периодических сил, называются

А) гармоническими В) вынужденными С) автоколебаниями Д) свободными

22. В катушке с индуктивностью 68 мГн сила тока 3,8 А исчезает за 0,012 с. ЭДС самоиндукции равна

Читайте также:  Tnp4g549 ограничение тока подсветки

A) » 0. B) » 0,67 В. C) » 3,1 В. D) » 0,21В. E) » 21,5 В

23. Значение силы тока задано уравнением: i=8,5sin(314t+0,651). Определите действующее значение силы тока

A) » 8,5 А. B) » 3,14 А. C) » 6 А. D) » 314 А. E) » 0,651 А..

24. Скорость изменения силы тока в катушке индуктивностью 3,5 Гн, если в ней возбуждается ЭДС самоиндукции 105 В, равна A) 0,03 А/с. B) 30 А/с. C) 15 А/с. D) 367,5 А/с. E) 45 А/с.

25. Закон электромагнитной индукции имеет вид

A) ei = B × S × w × sinw×t. B) ei = I × R. C) D) e = I × (R + r). E) .

26. Равномерное изменение силы тока на 0,6А за время 0,1с порождает ЭДС самоиндукции 2,1В. Индуктивность катушки равна A) 3 Гн. B) 3×105 Гн. C) 35 Гн. D) 3,5 Гн. E) 0,35 Гн.

27. Изменение тока в антенне радиопередатчика происходит по закону: i=0,3sin15·105t. Найти длину излучаемой электромагнитной волны.

A) » 0,6×104 м. B) » 1,2 ×103 м. C) » 1,2×104 м. D) » 0,6×103 м. E) » 0,4×103 м.

28. Напряжение в цепи переменного тока изменяется по закону: u=110cos50πt. Определите период колебаний напряжения.

A) 3,14 с. B) 0,04 с. C) 50 с. D) 110 с. E) 157 с.

29. Индукционный ток своим магнитным полем

A) Противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван.

B) Действует на электрические заряды. C) Увеличивает магнитный поток. D) Порождает электростатическое поле.

E Е) Ускоряет элементарные частицы.

30. Если в идеальном колебательном контуре к конденсатору подключить параллельно конденсатор такой же емкости, то собственная частота колебаний в контуре

A) не изменится. B) уменьшится в 2 раза. C) увеличиться в 2 раза. D) увеличиться раз. E) уменьшиться в раз.

31. Первая автоколебательная система

A) Маятниковые часы. B) Закрытый колебательный контур. C) Открытый колебательный контур. D) Вибратор Герца.

E) Камера Вильсона.

32. Вращающаяся часть генератора имеет специальное название A) сердечник. B) ротор. C) электромагнит. D) статор. E) обмотка.

33. Магнитный поток, возникающий в катушке с индуктивностью 0,2 мГн при силе тока 10 А, равен

A) 50 мВб B) 2 мВб C) 0,02 мВб D) 2 Вб E) 50 Вб

34. Формула, связывающая период и частоту колебаний. A) w = 2pn. B) . C) . D) . E) .

35. Прием сигнала колебательным контуром радиоприемника основан на

A) Превращении энергии. B) Модуляции. C) Законе сохранения энергии. D) Детектировании. E) Явлении резонанса.

36. Энергия при свободных колебаниях в колебательном контуре через 1/8 периода после начала разрядки конденсатора сосредоточена

A) Энергия равна нулю B) В катушке. C) В подводящих проводниках. D) В конденсаторе и катушке. E) В конденсаторе.

37. Процесс детектирования высокочастотных колебаний состоит

A) Выделении из модулированных колебаний высокой частоты низкочастотных колебаний.

B) В усилении принимаемого сигнала.

C) В сложении высокочастотных и низкочастотных колебаний.

D) В усилении плотности потока излучения.

E) В передаче низкочастотных колебаний на большие расстояния.

38. Резонансная частота в контуре из катушки индуктивностью 4 Гн и конденсатора электроемкостью 9 Ф равна

A) Гц. B) Гц. C) 12p Гц. D) Гц. E) Гц.

39. Формула для определения энергии магнитного поля:

A) W=mgh. B) . C) . D) . E) .

40. Амплитуда гармонических колебаний — это

A) Смещение от положения равновесия. B) Время одного полного колебания. C) Величина, зависящая от частоты.

D) Количество колебаний в единицу времени. E) Максимальное смещение от положения равновесия.

41. В автоколебательной системе транзистор играет роль

A) колебательной системы. B) преобразования энергии. C) клапана. D) источника энергии. E) обратной связи.

42. При увеличении индуктивности катушки в 4 раза частота колебаний в контуре

A) Уменьшится в 2 раза. B) Увеличится в 2 раза. C) Увеличится в 4 раза. D) Не изменяется. E) Уменьшится в 4 раза.

Читайте также:  Вл постоянного тока в оэс юга ппт 800

43. При отключении катушки с сопротивлением 5 Ом и индуктивностью

0,1 Гн от цепи постоянного тока выделяется 0,2 Дж энергии. Напряжение на концах этой катушки было равно

A) 30 B. B) 20 B. C) 10 B. D) 15 B. E) 25 B.

44. Динамик подключен к выходу генератора электрических колебаний с частотой 170 Гц. При скорости звука в воздухе 340 м/с длина звуковой волны равна

A) 57800 м. B) 28900 м. C) 0,5 м. D) 1 м. E) 2 м.

45. Полная энергия колебательного контура определяется по формуле

A) . B) . C) . D) . E) .

46. Чтобы энергия магнитного поля катушки индуктивностью 0,5 Гн оказалась равной 1 Дж, сила тока должна быть равна

A) 4 A. B) 1 A. C) 8 A. D) 2 A. E) 6 A.

47. Индуктивность катушки колебательного контура увеличивалась в 4 раза. При этом период колебаний

A) Увеличится в 4 раза. B) Уменьшится в 2 раза. C) Не изменится. D) Уменьшится в 4 раза. E) Увеличится в 2 раза.

48. Циклическая частота колебаний в колебательном контуре определяется формулой

A) . B) . C) . D) . E) ω=2πn.

49. В сеть переменного тока с действующим значением напряжения UД = 120 В последовательно включены резистор сопротивлением R = 14 Ом и катушка индуктивностью L = 40 мГн. Определите частоту v тока, если его амплитуда I = 6,0 А.

A). 1 Гц B). 10 Гц C). 100 Гц D). 10 кГц E). 1 кГц

50. Определите количество теплоты, которое выделится за промежуток времени Δt = 1,0 мин в нагревательном элементе электрической плитки с активным сопротивлением R = 40 Ом, если плитка включена в сеть переменного тока, напряжение которого, измеренное в вольтах, изменяется со временем по закону U(t) = 180sinωt.

A) 43,2 кДж B). 24,3 кДж.C). 34,2 кДж D). 42,3 кДж E). 23,4 кДж

Источник



Вынужденные Электромагнитные Колебания

Вынужденные Электромагнитные Колебания

Вынужденными электромагнитными колебаниями называют периодические изменения силы тока и напряжения в электрической цепи, происходящие под действием переменной ЭДС от внешнего источника. Внешним источником ЭДС в электрических цепях являются генераторы переменного тока, работающие на электростанциях.

Принцип действия генератора переменного тока легко показать при рассмотрении вращающейся рамки провода в магнитном поле.

В однородное магнитное поле с индукцией В помещаем прямоугольную рамку, образованную проводниками (abсd).

Пусть плоскость рамки перпендикулярна индукции магнитного поля В и ее площадь равна S.

Магнитный поток в момент времени t 0 = 0 будет равен Ф = В*8.

При равномерном вращении рамки вокруг оси OO 1 с угловой скоростью w магнитный поток, пронизывающий рамку, будет изменяться с течением времени по закону:

vinujdennie_elektromagnitnie_kolebaniya_renamed_26923.jpg

Изменение магнитного потока возбуждает в рамке ЭДС индукцию, равную

vinujdennie_elektromagnitnie_kolebaniya_renamed_7503.jpg

где Е 0 = ВSw — амплитуда ЭДС.

Если с помощью контактных колец и скользящих по ним щеток соединить концы рамки с электрической цепью, то под действием ЭДС индукции, изменяющейся со временем по гармоническому закону, в электрической цепи возникнут вынужденные гармонические колебания силы тока — переменный ток .

На практике синусоидальная ЭДС возбуждается не путем вращения рамки в магнитном поле, а путем вращения магнита или электромагнита (ротора) внутри статора — неподвижных обмоток, навитых на сердечники из магнитомягкого материала. В этих обмотках находится переменная ЭДС, что позволяет избежать снятия напряжения с помощью контактных колец.

Источник

Тест для 8 класса по теме: «Электромагнитные колебания и волны».

Периодические изменения заряда, силы тока, напряжения называются
А) механическими колебаниями; В) электромагнитными колебаниями;
С) свободными колебаниями; D)вынужденными колебаниями.
2.Резонанс в колебательном контуре возникает, если
А) частота внешнего напряжения совпадает с собственной частотой;
В) амплитуда внешнего напряжения совпадает с собственной частотой;
С) фаза внешнего напряжения совпадает с собственной частотой;
D) период колебания внешнего напряжения совпадает с собственной частотой.

3.Колебательный контур состоит
А) конденсатора и резистора; В) конденсатора и лампы;
С) конденсатора и катушки индуктивности; D) конденсатора и вольтметра.
4.Если сопротивление колебательного контура равна нулю, то полная энергия электромагнитного поля
А) меняется; В) равна нулю; С) не меняется; D) увеличивается.
5.Устройство, которое повышает или понижает напряжение, называется
А) генератором; В) конденсатором; С) трансформатором; D) колебательным контуром
6.Примером автоколебательной системы является
А) колебательный контур; В) математический маятник;
С) генератор на транзисторе; D) физический маятник.
7.Резонанс в колебательном контуре- это
А) резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний силы тока;
В) резкое уменьшение амплитуды вынужденных колебаний силы тока;
С) резкое возрастание частоты вынужденных колебаний силы тока;
D) резкое возрастание периода вынужденных колебаний силы тока.
8. Согласно теории Максвелла электромагнитные волны распространяются
A) в вакууме со скоростью 300 000 км/с, т. е. со скоростью света;
B) в любой среде со скоростью 300 000 км/с; C) в вакууме с любой скоростью.
9. К электромагнитным волнам относятся :
А) радиоволны; Б) световые волны; В) волны на поверхности воды
Укажите правильный ответ.
A) А и В; B) только Б; C) А и Б; D)ни А, ни Б, ни В.
10.Устройство, которое преобразует энергию того или иного вида в электрическую, называется
А) трансформатором; В) генератором; С) конденсатором; D) колебательным контуром.
11.Переменный электрический ток- это
А) вынужденные электромагнитные колебания; В) свободные электромагнитные колебания;
С) затухающие электромагнитные колебания; D) механические колебания.

Читайте также:  Преимущества трехфазных цепей переменного тока

Источник

Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Колебательный контур. Превращение энергии при электромагнитных колебаниях

При электромагнитных колебаниях происходит периодические изменения электрического заряда, силы тока и напряжения. Электромагнитные колебания подразделяются на свободные, затухающие, вынужденные и автоколебания.

Колебательный контур..

Свободными колебаниями называются колебания, которые возникают в системе (конденсатор и катушка) после выведения ее из положения равновесия (при сообщении конденсатору заряда). Точнее, свободные электромагнитные колебания возникают при разрядке конденсатора через катушку индуктивности. Вынужденными колебаниями называются колебания в цепи под действием внешней периодически изменяющейся электродвижущей силы.

Простейшей системой, в которой наблюдаются свободные электромагнитные колебания, является колебательный контур. Он состоит из катушки индуктивности и конденсатора.Этот процесс будет повторяться снова и снова. Возникнут электромагнитные колебания из-за превращения энергии электрического поля конденсатора.

  • Конденсатор, заряжаясь от батареи, в начальный момент времени приобретет максимальный заряд. Его энергия Wэбудет максимальной (рис. а).
  • Если конденсатор замкнуть на катушку , то в этот момент времени он начнет разряжаться (рис. б). В цепи появится ток. По мере разрядки конденсатора ток в цепи и в катушке возрастает. Из-за явления самоиндукции это происходит не мгновенно. Энергия катушки Wм становится максимальной (рис. в).
  • Индукционный ток течет в ту же сторону. Электрические заряды вновь накапливаются на конденсаторе. Конденсатор перезаряжается, т.е. обкладка конденсатора, прежде заряженная положительно, будет заряжена отрицательно. Энергия конденсатора становится максимальная. Ток в данном направлении прекратится, и процесс повторится в обратном направлении (рис. г). Этот процесс будет повторяться снова и снова. Возникнут электромагнитные колебания из-за превращения энергии электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля катушки с током , и наоборот. Если отсутствуют потери (сопротивление R=0), то сила тока, заряд и напряжение со временем изменяются по гармоническому закону. Колебания, происходящие по закону косинуса или синуса, называются гармоническими. Уравнение гармонического колебания заряда : .

затухающие колебания

Контур, в котором нет потерь энергии, является идеальным колебательным контуром. Период электромагнитных колебаний в идеальном колебательном контуре зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора и находится по формуле Томсона где L – индуктивность катушки, С – емкость конденсатора, T – период э/м колебаний.
В реальном колебательном контуре свободные электромагнитные колебания будут затухающими из-за потерь энергии при нагревании проводов. Для практического применения важно получить незатухающие электромагнитные колебания, а для этого необходимо колебательный контур пополнять электроэнергией, чтобы скомпенсировать потери энергии от генератора незатухающих колебаний, который является примером автоколебательной системы.

Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Колебательный контур. Превращение энергии при электромагнитных колебаниях: 2 комментария

Сайт практически помогает студентам при подготовке к экзаменам. Спасибо! Круто, слов нет.

Источник

Периодические изменения заряда силы тока напряжения называются вынужденными колебаниями

Электромагнитные колебания. Периодические изменения во времени электрического заряда (силы тока, напряжения) называются электромагнитными колебаниями

Периодические изменения во времени электрического заряда (силы тока, напряжения) называются электромагнитными колебаниями.

Колебательным контуром называется система, состоящая из соединенных конденсатора и катушки индуктивности. Если конденсатор зарядить, то в колебательном контуре будут происходить колебания тока, заряда, электрического поля в конденсаторе, магнитного поля в катушке, индуктивного тока, который возникает при прохождении тока по катушке вследствие явления самоиндукции.

Уравнения гармонического колебания заряда:

Период электромагнитных колебаний, которые возникают в колебательном контуре, зависит от индуктивности катушки и электроемкости конденсатора. Эту зависимость установил Томсон. Формула Томсона .

Колебания, которые возникают в колебательном контуре, являются затухающими, так как провода обладают сопротивлением, и это ведет к превращению энергии электромагнитного поля во внутреннюю энергию проводника. Кроме того, часть энергии излучается в пространство в виде электромагнитных волн.

Переменное магнитное поле порождает переменное электрическое поле, которое в свою очередь порождает магнитное поле. Электрические и магнитные поля являются проявлениеми единого целого, которое может быть названо электромагнитным полем. Электромагнитное поле – особая форма материи, существующее реально, независимо от наших знаний о нем.

Электромагнитное поле распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн. Эти волны излучаются колеблющимися заряженными частицами, которые при этом движутся с ускорением. Материальность электромагнитных волн можно показать, используя воздействие их на вещественные объекты. Так, если поднести к ламповому генератору лампочку, встроенную в колебательный контур, то она загорится.

Короткие радиоволны распространяются на большие расстояния за счет многократных отражений от ионосферы и поверхности Земли. Именно с помощью коротких волн можно осуществить радиосвязь на любых расстояниях между радиостанциями на Земле. Ультракороткие радиоволны проникают сквозь ионосферу и почти не огибают поверхности Земли. Поэтому они используются для радиосвязи в пределах прямой видимости, а также для связи с космическими кораблями. Средние и длинные волны используются для радиосвязи на больших расстояниях. Электромагнитные волны обладают следующими свойствами: распространяются прямолинейно, способны преломляться, отражаться, им присущи явления дифракции, интерференции, поляризации.

Радиолокацией называется способ обнаружения объектов с помощью радиоволн. Впервые явления радиолокации было обнаружено А.С. Поповым и предложены им для использования в практических целях.

Трансформатор – это устройство, предназначенное для повышения или понижения электрического напряжения переменного тока. Он состоит из замкнутого ферромагнитного (стального) сердечника, на который надеты несколько катушек с проволочными обмотками.

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике появляется переменный магнитный поток, который возбуждает ЭДС индукции во вторичных обмотках. В ферромагнитном сердечнике сосредоточено магнитное поле так, что магнитный поток существует практически только внутри сердечника.

Повышая с помощью трансформатора напряжение в несколько раз, мы во столько же раз уменьшаем силу тока.

Существуют трансформаторы бытовые и силовые. Бытовые трансформаторы широко применяются в радио-и телевизионной технике, в в быту. Силовые трансформаторы установлены на линии электропередач для повышения или понижения напряжения, на подстанциях, в трансформаторных будках.

Источник

Физика. 11 класс

Конспект урока

Физика, 11 класс

Урок 7. Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Колебательный контур

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1) электромагнитные колебания, колебательный контур;

2) универсальность основных закономерностей колебательных процессов для колебаний любой физической природы;

3) гармонические колебания;

4) физический смысл характеристик колебаний.

5) графики зависимости электрического заряда, силы тока и напряжения от времени при свободных электромагнитных колебаниях.

6) определение по графику характеристик колебаний;

7) аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями.

8) формула Томсона.

Глоссарий по теме

Электромагнитными колебаниями называют периодические изменения со временем заряда, силы тока и напряжения.

Электромагнитные колебания бывают двух видов — свободные и вынужденные.

Свободными колебаниями называют колебания, возникающие в колебательной системе за счет первоначально сообщенной этой системе энергии.

Вынужденные электромагнитные колебания — это периодические изменения заряда, силы тока и напряжения в цепи под действием переменной электродвижущей силы от внешнего источника.

Система, состоящая из конденсатора и катушки индуктивности, присоединенной к его обкладкам, называется колебательным контуром.

Период электромагнитных колебаний – промежуток времени, в течение которого ток в колебательном контуре и напряжение на пластинах конденсатора совершает одно полное колебание.

Частота колебаний – число колебаний в единицу времени.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Мякишев Г.Я.,Буховцев Б.Б.,Чаругин В.М. Физика.11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций. М.: Просвещение, 2014. – С. 74 — 82.

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. -М.: Дрофа, 2009. – С. 126 – 128.

Читайте также:  Трансформатор тока siemens 4ma72 pfk

Основное содержание урока

Колебательным контуром называется система, состоящая из конденсатора и катушки, присоединенной к его обкладкам, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания

Электромагнитные колебания в контуре происходят с большой частотой и определять его характеристики без осциллографа невозможно.

Развертка получаемая на экране осциллографа схожа с той, что вычерчивает маятник с песочницей над движущимся листом бумаги при колебаниях математического маятника.

Чтобы в колебательном контуре возникли колебания, необходимо сообщить колебательному контуру энергию, зарядив конденсатор от источника тока.

Энергия, полученная конденсатором заключена в электрическом поле обкладок

где — заряд конденсатора, C – его электроемкость.

Между обкладками конденсатора возникает разность потенциалов .

При разрядке конденсатора энергия электрического поля превращается в энергию магнитного поля, определяемая по формуле

где – индуктивность катушки, – сила переменного тока.

Полная энергия колебательного контура равна

Когда конденсатор разрядится полностью, вся энергия электрического поля превращается в энергию магнитного поля. Когда сила тока и созданное им магнитное поле начинает уменьшаться, возникает ЭДС самоиндукции, стремящийся поддержать ток, и начинается перезарядка конденсатора. При свободных колебаниях через промежутки времени, равные периоду колебаний, состояние системы в точности повторяется. Полная энергия такой системы любой момент времени равно максимальной энергии электрического поля или максимальной энергии магнитного поля.

q, u и i — мгновенные значения заряда, напряжения и силы тока. При отсутствии сопротивления в контуре полная энергия электромагнитного поля не изменяется. Колебания затухающие, сопротивление катушки и проводников превращают энергию электромагнитного поля во внутреннюю энергию проводника.

Электромагнитные колебания в контуре имеют сходство со свободными механическими колебаниями. Характер периодического изменения различных величин одинаков. При механических колебаниях периодически изменяются координата тела x и проекция его скорости , а при электромагнитных колебаниях изменяются заряд q конденсатора и сила тока i в цепи.

Индуктивность катушки L аналогична массе тела m, при колебаниях груза на пружине, кинетическая энергия тела , аналогична энергии магнитного поля тока .

Роль потенциальной энергии выполняет энергия заряда конденсатора:

Координата тела аналогична заряду конденсатора.

Полная энергия колебательного контура, в любой момент времени, равна сумме энергий магнитного и электрического полей:

Производная полной энергии по времени равна нулю при R = 0. Следовательно, равна нулю сумма производных по времени от энергий магнитного и электрического полей:

Знак « — » минус в этом выражении означает, что, когда энергия магнитного поля возрастает, энергия электрического поля убывает и наоборот. Физический смысл этого выражения заключается в том, что скорость изменения энергии магнитного поля равна по модулю и противоположна по направлению скорости изменения электрического поля.

Электрический заряд и сила тока, при свободных колебаниях с течением времени изменяются по закону синуса или косинуса, то есть совершают гармонические колебания.

Циклическая частота для свободных электрических колебаний:

Период свободных колебаний в контуре равен:

Период свободных электрических колебаний в колебательном контуре зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора.

Период электромагнитных колебаний – промежуток времени, в течение которого ток в колебательном контуре и напряжение на пластинах конденсатора совершает одно полное колебание.

Частотой колебаний называется величина, обратная периоду колебаний:

Частоту свободных колебаний называют собственной частотой колебательной системы.

Заряд конденсатора изменяется по гармоническому закону:

где – амплитуда колебаний заряда. Сила тока также совершает гармонические колебания:

где – амплитуда колебаний силы тока. Колебания силы тока опережают по фазе колебания заряда на .

Разбор типовых тренировочных заданий

Задача 1. Идеальный колебательный контур состоит из конденсатора ёмкостью 2 мкФ и катушки индуктивности. В контуре происходят свободные электромагнитные колебания. В таблице приведена зависимость энергии W, запасённой в конденсаторе идеального колебательного контура, от времени t.

Источник



Электромагнитные колебания, переменный ток

Полный текст Вакансии Курсы Консультации

Электромагнитные колебания, переменный ток

1. Периодические изменения заряда, силы тока, напряжения называются

А) механическими колебаниями В) электромагнитными колебаниями С) свободными колебаниями Д)вынужденными колебаниями

2. Резонанс в колебательном контуре возникает, если

А) частота внешнего напряжения совпадает с собственной частотой В) амплитуда внешнего напряжения совпадает с собственной частотой С) фаза внешнего напряжения совпадает с собственной частотой Д) период колебания внешнего напряжения совпадает с собственной частотой

3. Колебательный контур состоит

А) конденсатора и резистора В) конденсатора и лампы С) конденсатора и катушки индуктивности Д) коденсатора и вольтметра

4. Если сопротивление колебательного контура равна нулю, то полная энергия электромагнитного поля

А) меняется В) равна нулю С) не меняется Д) увеличивается

Читайте также:  Tnp4g549 ограничение тока подсветки

5. Устройство, которое повышает или понижает напряжение, называется

А генератором) В) конденсатором С) трансформатором Д) колебательным контуром

6. Примером автоколебательной системы является

А) колебательный контур В) математический маятник С) генератор на транзисторе Д) физический маятник

7. Если в цепи имеется конденсатор, то колебания силы тока

А) совпадают по фазе с колебаниями напряжения В) отстают по фазе на П/2 от колебаний напряжения С) опережают по фазе на П/3 колебания напряжения Д) опережают по фазе на П/2 колебания напряжения

8. Индуктивное сопротивление зависит от А) фазы В) амплитуды С частоты) Д) ёмкости конденсатора

9. Если К>1, то трасформатор А) понижающий В) повышающий С) электрический Д) не повышает и не понижает

10. Величина, равная квадратному корню из среднего значения квадрата силы тока, называется

А) действующим значением напряжения В) действующим значением силы тока С) мгновенным значением силы тока Д) амплитудным значением силы тока

11. Резонанс в колебательном контуре — это

А) резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний силы тока В) резкое уменьшение амплитуды вынужденных колебаний силы тока С) резкое возрастание частоты вынужденных колебаний силы тока Д) резкое возрастание периода вынужденных колебаний силы тока

12. Скорость изменения энергии магнитного поля по модулю равна

А) нулю В) скорости изменения энергии электрического поля С) скорости перезарядки конденсатора Д) скорости движения электронов в проводнике

13. Если в цепи имеется катушка индуктивности, то колебания силы тока

А) отстают по фазе на П/8 от колебаний напряжения В) совпадают по фазе с колебаниями напряжения С) опережают по фазе на П/3 колебания напряжения Д) отстают по фазе на П/2 от колебаний напряжения

14. Устройство, которое преобразует энергию того или иного вида в электрическую, называется

А) трансформатором В) генератором С) коденсатором Д) колебательным контуром

15. Ёмкостное сопротивление зависит от

А) индуктивности катушки В) фазы С) амплитуды Д) частоты и ёмкости конденсатора

16. Переменный электрический ток — это

А) вынужденные электромагнитные колебания В) свободные электромагнитные колебания С) затухающие электромагнитные колебания Д) механические колебания

17. В колебательном контуре энергия электрического поля конденсатора периодически превращается

А) в энергию магнитного поля тока В) в энергию электрического поля С) в механическую энергию Д) в световую энергию

18. Колебания в цепи под действием внешней периодической ЭДС называются

А) механическими В) электромагнитными С) свободными Д) вынужденными

19. Основные элементы автоколебательной системы

А) источник энергии, колебательная система, клапан, обратная связь В) источник энергии, колебательная система, клапан, резистор С) транзистор, колебательная система, клапан, обратная связь Д) транзистор, колебательная система

20. В проводнике с активным сопротивлением колебания силы тока

А) отстают по фазе на П/2 от колебаний напряжения В) совпадают по фазе с колебаниями напряжения С) опережают по фазе на П/2 колебания напряжения Д) опережают по фазе на П/6 колебания напряжения

21. Колебания, возникающие в системе без воздействия на неё внешних периодических сил, называются

А) гармоническими В) вынужденными С) автоколебаниями Д) свободными

22. В катушке с индуктивностью 68 мГн сила тока 3,8 А исчезает за 0,012 с. ЭДС самоиндукции равна

A) » 0. B) » 0,67 В. C) » 3,1 В. D) » 0,21В. E) » 21,5 В

23. Значение силы тока задано уравнением: i=8,5sin(314t+0,651). Определите действующее значение силы тока

A) » 8,5 А. B) » 3,14 А. C) » 6 А. D) » 314 А. E) » 0,651 А..

24. Скорость изменения силы тока в катушке индуктивностью 3,5 Гн, если в ней возбуждается ЭДС самоиндукции 105 В, равна A) 0,03 А/с. B) 30 А/с. C) 15 А/с. D) 367,5 А/с. E) 45 А/с.

25. Закон электромагнитной индукции имеет вид

A) ei = B × S × w × sinw×t. B) ei = I × R. C) D) e = I × (R + r). E) .

26. Равномерное изменение силы тока на 0,6А за время 0,1с порождает ЭДС самоиндукции 2,1В. Индуктивность катушки равна A) 3 Гн. B) 3×105 Гн. C) 35 Гн. D) 3,5 Гн. E) 0,35 Гн.

27. Изменение тока в антенне радиопередатчика происходит по закону: i=0,3sin15·105t. Найти длину излучаемой электромагнитной волны.

A) » 0,6×104 м. B) » 1,2 ×103 м. C) » 1,2×104 м. D) » 0,6×103 м. E) » 0,4×103 м.

28. Напряжение в цепи переменного тока изменяется по закону: u=110cos50πt. Определите период колебаний напряжения.

Читайте также:  Преимущества трехфазных цепей переменного тока

A) 3,14 с. B) 0,04 с. C) 50 с. D) 110 с. E) 157 с.

29. Индукционный ток своим магнитным полем

A) Противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван.

B) Действует на электрические заряды. C) Увеличивает магнитный поток. D) Порождает электростатическое поле.

E Е) Ускоряет элементарные частицы.

30. Если в идеальном колебательном контуре к конденсатору подключить параллельно конденсатор такой же емкости, то собственная частота колебаний в контуре

A) не изменится. B) уменьшится в 2 раза. C) увеличиться в 2 раза. D) увеличиться раз. E) уменьшиться в раз.

31. Первая автоколебательная система

A) Маятниковые часы. B) Закрытый колебательный контур. C) Открытый колебательный контур. D) Вибратор Герца.

E) Камера Вильсона.

32. Вращающаяся часть генератора имеет специальное название A) сердечник. B) ротор. C) электромагнит. D) статор. E) обмотка.

33. Магнитный поток, возникающий в катушке с индуктивностью 0,2 мГн при силе тока 10 А, равен

A) 50 мВб B) 2 мВб C) 0,02 мВб D) 2 Вб E) 50 Вб

34. Формула, связывающая период и частоту колебаний. A) w = 2pn. B) . C) . D) . E) .

35. Прием сигнала колебательным контуром радиоприемника основан на

A) Превращении энергии. B) Модуляции. C) Законе сохранения энергии. D) Детектировании. E) Явлении резонанса.

36. Энергия при свободных колебаниях в колебательном контуре через 1/8 периода после начала разрядки конденсатора сосредоточена

A) Энергия равна нулю B) В катушке. C) В подводящих проводниках. D) В конденсаторе и катушке. E) В конденсаторе.

37. Процесс детектирования высокочастотных колебаний состоит

A) Выделении из модулированных колебаний высокой частоты низкочастотных колебаний.

B) В усилении принимаемого сигнала.

C) В сложении высокочастотных и низкочастотных колебаний.

D) В усилении плотности потока излучения.

E) В передаче низкочастотных колебаний на большие расстояния.

38. Резонансная частота в контуре из катушки индуктивностью 4 Гн и конденсатора электроемкостью 9 Ф равна

A) Гц. B) Гц. C) 12p Гц. D) Гц. E) Гц.

39. Формула для определения энергии магнитного поля:

A) W=mgh. B) . C) . D) . E) .

40. Амплитуда гармонических колебаний — это

A) Смещение от положения равновесия. B) Время одного полного колебания. C) Величина, зависящая от частоты.

D) Количество колебаний в единицу времени. E) Максимальное смещение от положения равновесия.

41. В автоколебательной системе транзистор играет роль

A) колебательной системы. B) преобразования энергии. C) клапана. D) источника энергии. E) обратной связи.

42. При увеличении индуктивности катушки в 4 раза частота колебаний в контуре

A) Уменьшится в 2 раза. B) Увеличится в 2 раза. C) Увеличится в 4 раза. D) Не изменяется. E) Уменьшится в 4 раза.

43. При отключении катушки с сопротивлением 5 Ом и индуктивностью

0,1 Гн от цепи постоянного тока выделяется 0,2 Дж энергии. Напряжение на концах этой катушки было равно

A) 30 B. B) 20 B. C) 10 B. D) 15 B. E) 25 B.

44. Динамик подключен к выходу генератора электрических колебаний с частотой 170 Гц. При скорости звука в воздухе 340 м/с длина звуковой волны равна

A) 57800 м. B) 28900 м. C) 0,5 м. D) 1 м. E) 2 м.

45. Полная энергия колебательного контура определяется по формуле

A) . B) . C) . D) . E) .

46. Чтобы энергия магнитного поля катушки индуктивностью 0,5 Гн оказалась равной 1 Дж, сила тока должна быть равна

A) 4 A. B) 1 A. C) 8 A. D) 2 A. E) 6 A.

47. Индуктивность катушки колебательного контура увеличивалась в 4 раза. При этом период колебаний

A) Увеличится в 4 раза. B) Уменьшится в 2 раза. C) Не изменится. D) Уменьшится в 4 раза. E) Увеличится в 2 раза.

48. Циклическая частота колебаний в колебательном контуре определяется формулой

A) . B) . C) . D) . E) ω=2πn.

49. В сеть переменного тока с действующим значением напряжения UД = 120 В последовательно включены резистор сопротивлением R = 14 Ом и катушка индуктивностью L = 40 мГн. Определите частоту v тока, если его амплитуда I = 6,0 А.

A). 1 Гц B). 10 Гц C). 100 Гц D). 10 кГц E). 1 кГц

50. Определите количество теплоты, которое выделится за промежуток времени Δt = 1,0 мин в нагревательном элементе электрической плитки с активным сопротивлением R = 40 Ом, если плитка включена в сеть переменного тока, напряжение которого, измеренное в вольтах, изменяется со временем по закону U(t) = 180sinωt.

A) 43,2 кДж B). 24,3 кДж.C). 34,2 кДж D). 42,3 кДж E). 23,4 кДж

Источник

Adblock
detector