Задание 27. К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с частотой v.
Индуктивность L катушки колебательного контура можно плавно менять от максимального значения Lmax до минимального Lmin, а ёмкость его конденсатора постоянна.
Ученик постепенно уменьшал индуктивность катушки от максимального значения до минимального и обнаружил, что амплитуда силы тока в контуре всё время возрастала. Опираясь на свои знания по электродинамике, объясните наблюдения ученика.
Решение.
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 индуктивности катушки и согласно формуле Томсона
.
Таким образом, ученик, уменьшая индуктивность катушки от Lmax до Lmin, увеличивал собственную частоту колебаний контура от до , что привело к возрастанию амплитуды тока от до в соответствии с резонансной кривой.
Другие задания:
Для наших пользователей доступны следующие материалы: