Задание 27. К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с частотой v. Электроёмкость С конденсатора колебательного контура можно плавно менять от минимального значения Cmin до максимального Сmax, а индуктивность его катушки постоянна. Ученик постепенно увеличивал ёмкость конденсатора от минимального значения до максимального и обнаружил, что амплитуда силы тока в контуре всё время возрастала. Опираясь на свои знания по электродинамике, объясните наблюдения ученика.
Решение.
1. В описанном опыте колебания в контуре являются вынужденными, они совершаются с частотой v, задаваемой источником тока. Но колебательный контур имеет собственную частоту колебаний v0, и амплитуда колебаний тока в нём зависит от разности значений этих частот: по мере уменьшения она увеличивается (резонансная кривая), достигая максимального значения при (явление резонанса). Собственная частота колебаний в контуре зависит от ёмкости конденсатора и согласно формуле Томсона
.
2. Таким образом, ученик, увеличивая ёмкость конденсатора от Cmin до Сmax, уменьшал собственную частоту колебаний контура от v01 до v02, что привело к возрастанию амплитуды тока от до в соответствии с резонансной кривой.
Другие задания:
Для наших пользователей доступны следующие материалы: