Главная›Физика›Электромагнитные колебания

Физика · Пробное ЕНТ

Электромагнитные колебания: тест ЕНТ

Проверьте знания по теме «Электромагнитные колебания» в формате тематической подготовки к ЕНТ. В тесте 20 вопросов: выберите один ответ и сразу получите объяснение.

20 вопросов4 варианта ответаПроверка сразуОбъясненияБез регистрации

Вопрос 1 из 20Правильных ответов: 0

✓

Тест завершён

Ваш результат по теме «Электромагнитные колебания»

0 / 20

Другие тесты по физике

Подготовка к ЕНТ: Электромагнитные колебания

Тематический тест помогает проверить не весь курс, а конкретный раздел «Электромагнитные колебания». Такой формат удобен для повторения после урока, самостоятельной подготовки и поиска слабых мест.

Как работать с результатом

Не ограничивайтесь итоговым числом правильных ответов. Обратите внимание, какие понятия были перепутаны и почему выбранный вариант показался верным. После объяснения попробуйте своими словами сформулировать правило или физический закон или условие применения формулы.

Повторное прохождение имеет смысл после короткого повторения темы. Цель — понимать связь между физическими величинами, законами и условиями задачи, а не запоминать расположение ответов.

Электромагнитные колебания и переменный ток

Связывайте параметры контура, обмен энергией и режим цепи

В этой теме важно различать свободные и вынужденные колебания, понимать превращение энергии в LC-контуре и правильно работать с действующими значениями, реактивными сопротивлениями и резонансом в цепи переменного тока.

01 LC-контур Период, частота, заряд и сила тока

02 Энергия Обмен между электрическим и магнитным полями

03 Переменный ток Действующие значения и реактивные сопротивления

04 Резонанс Условие, сопротивление, ток и мощность

Формула Томсона

Собственный период идеального колебательного контура определяется только индуктивностью катушки и ёмкостью конденсатора.

T = 2 π \sqrt{L C}

f = \frac{1}{2 π \sqrt{L C}}

Если индуктивность или ёмкость увеличивается, период возрастает, а собственная частота уменьшается.

Энергия идеального контура

Полная энергия сохраняется и непрерывно переходит из энергии электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля катушки и обратно.

W_{э} = \frac{q^{2}}{2 C}

W_{м} = \frac{L I^{2}}{2}

W = W_{э} + W_{м} = const

Заряд и ток сдвинуты по фазе

Когда заряд конденсатора максимален, ток равен нулю. Когда заряд проходит через ноль, модуль тока максимален.

q = q_{max} \cos ω t

I = - ω q_{max} \sin ω t

I_{max} = ω q_{max}

Между максимумами заряда и силы тока проходит четверть периода.

Свободные, затухающие и вынужденные колебания

Свободные Возникают после первоначального запаса энергии и идут с собственной частотой системы.

Затухающие В реальном контуре амплитуда уменьшается из-за потерь энергии на активном сопротивлении.

Вынужденные Поддерживаются внешним периодическим источником и происходят с частотой этого источника.

ω_{0} = \frac{1}{\sqrt{L C}}

Действующие значения переменного тока

Для синусоидального напряжения и тока действующие значения меньше амплитудных и используются в расчётах мощности и теплового действия.

U = \frac{U_{max}}{\sqrt{2}}

I = \frac{I_{max}}{\sqrt{2}}

Сопротивления в цепи переменного тока

Катушка и конденсатор создают реактивные сопротивления, зависящие от частоты. В последовательной RLC-цепи они входят в полное сопротивление с противоположными знаками.

X_{L} = ω L

X_{C} = \frac{1}{ω C}

Z = \sqrt{R^{2} + {X_{L} - X_{C}}^{2}}

Резонанс в последовательной RLC-цепи

При резонансе реактивные сопротивления равны, поэтому их влияние на полное сопротивление взаимно компенсируется.

X_{L} = X_{C}

Z = R

ω_{0} = \frac{1}{\sqrt{L C}}

При заданном действующем напряжении ток в последовательной цепи достигает максимума вблизи резонанса.

Мощность переменного тока

Активная мощность определяется не только действующими значениями напряжения и тока, но и сдвигом фаз между ними.

P = U I \cos φ

\cos φ = \frac{R}{Z}

Переменный ток

Идеальный трансформатор

Трансформатор изменяет переменное напряжение за счёт электромагнитной индукции. В идеальной модели мощность на входе и выходе одинакова.

\frac{U_{2}}{U_{1}} = \frac{N_{2}}{N_{1}}

U_{1} I_{1} = U_{2} I_{2}

Алгоритм

Как разбирать расчётное задание

Определите режим

Свободные колебания LC-контура, вынужденные колебания, резонанс или установившийся переменный ток требуют разных связей.

Разделите амплитудные и действующие значения

Не подставляйте амплитуду вместо действующего значения в формулы мощности и закона Ома для установившегося синусоидального режима.

Найдите реактивные сопротивления

В RLC-задачах сначала определите вклад катушки и конденсатора, затем полное сопротивление и ток.

Проверьте физический смысл

При резонансе последовательной цепи полное сопротивление должно уменьшаться до активного, а ток — возрастать.

Частые ошибки

Что особенно важно не перепутать

Период и частота

Обе величины зависят от произведения индуктивности и ёмкости, но изменяются в противоположных направлениях.

Максимальный заряд и максимальный ток

Они не достигают максимума одновременно: между ними существует фазовый сдвиг.

Амплитудное и действующее значение

Для синусоидального сигнала эти величины различаются, поэтому сначала определите, что именно дано в условии.

Индуктивное и ёмкостное сопротивления

Первое растёт с частотой, второе при увеличении частоты уменьшается.

Резонанс

В последовательной RLC-цепи при резонансе полное сопротивление не становится нулевым, если активное сопротивление ненулевое.

Мощность

В цепи с реактивными элементами активная мощность зависит от коэффициента мощности, а не только от произведения напряжения и тока.