Республиканская олимпиада по физике 2015, 11 класс, теоретический тур

Қара жәшік және катушка (10,0 ұпай)
Кернеу көзі $U_0$ болатын электрлік сызбаға (суретті қараңыз) индуктивтілігі $L=1$ Гн катушка және вольтамперлік сипаттамасы төмендегі суретте келтірілген, $X$ қара жәшік тізбектей қосылған.
1) $U_0=0,5$ В болсын. Айтарлықтай көп уақыт өткеннен соң, тізбекте орныққан ток күшін анықтаңыз;
2) $U_0=1,2$ В болсын. Айтарлықтай көп уақыт өткеннен соң, тізбекте орныққан ток күшін анықтаңыз; Уақыттың бастапқы мезеттінде тізбектегі ток күші нольге тең, ал кернеу көзі беретін кернеу $U_0=1$ В болсын.
3) Тізбектегі ток күші $I=0,4$ мА тең болатын, $t$ уақыт мезетін анықтаңыз.
4) Уақыттың қандай $\Delta t$ аралығында тізбектегі ток $I_0=0,4$ мА мәнінен $I=0,9$ мА мәніне дейін артады;
5) Уақыттың $t_0=2,5$ мс мезетіндегі тізбектегі ток шамасын табыңыз;
6) Уақыттың $t_0=12,1$ мс мезетіндегі тізбектегі ток шамасын табыңыз; Қара жәшікте реактивті элементтер жоқ деп есептеңіз. Кернеу көзі, аздаған айнымалы кернеу қосылған тұрақты $U_{0}=[0,9+0,01\sin(\omega t)]$ В, мұндағы $\omega=115$ рад/с кернеу беретін болсын. Жеткілікті көп уақыт өткен соң катушка мен қара жәшікте кернеу мен ток тербелістері орнығады.
7) Индуктивті катушка мен қара жәшіктегі кернеу тербелістерінің $\varphi$ фазалар айырымы неге тең?
8) Индуктивті катушкадағы $U_{\text{Ә}}(t)$ кернеудің уақыттан тәуелділігін табыңыз;
9) Қара жәшіктегі $U_{X}(t)$ кернеудің уақыттан тәуелділігін табыңыз;
10) Тізбектегі $I(t)$ ток күшінің уақыттан тәуелділігін табыңыз;
11) Қара жәшік ішінде қандай элементтер болуы мүмкін?

$X$ қара жәшігінің қосылу сызбасы және вольтмаперлік сипаттамасы.