Примечание. ЭДС индукции, возникающая в катушке головного телефона, очень сильно зависит от расстояния между магнитом и телефоном. Не стремитесь добиться максимальной ЭДС – проводите измерения (в части С) при расстояниях между магнитом и телефоном порядка $1.5~см$ – в этом случае показания будут более стабильными.
B2 Сопротивление диода не является постоянным, а зависит от напряжения на нем. Однако, можно ввести характерное время разрядки конденсатора в цепи $\tau=RC$, даже в том случае, когда сопротивление цепи не является постоянным. Рассчитайте $\tau$ в зависимости от напряжения на конденсаторе по имеющимся данным $\tau=\tau(U)$.
C1
Разрядите конденсатор. Пусть груз с магнитом колеблется над катушкой телефона. Поддерживайте амплитуду колебаний груза примерно постоянной. Укажите, после какого числа прохождений напряжение на конденсаторе достигает максимального значения. Измерьте зависимость максимального напряжения на конденсаторе от амплитуды колебаний груза с магнитом.
Схематическая зависимость напряжения на конденсаторе от времени показана на рисунке. В течение промежутка времени $t_1$ (магнит проходит над катушкой) напряжение на конденсаторе возрастает от некоторого значения $U_1$ до максимального $U_{\max}$. Учитывая малость времени $t_1$ по сравнению со временем разрядки, можно записать
\begin{equation}
U_{\max}=U_1+\frac{\Phi_0}{R_0C}-\frac{U_1}{R_0C}t_1
\end{equation}Здесь в качестве сопротивления цепи следует брать сопротивление катушки, так как во время зарядки диод открыт, и его сопротивлением можно пренебречь.
За промежуток времени $t_2\approx T/2$ примерно равный половине периода колебаний конденсатор разряжается через закрытый диод. Процесс разрядки описывается уравнением
\begin{equation}
C \frac{\mathrm d U}{\mathrm d t} = -\frac{U}{R}
\end{equation}
из которого можно получить приближенное соотношение
\begin{equation}
U_1=U_{\max}\left(1-\frac{t_2}{RC} \right).
\end{equation}Комбинируя результаты получим
\begin{equation}
U_{\max}= \frac{\Phi_0}{R_0C} \left(\frac{t_1}{R_0C} +\frac{t_2}{RC} \right)^{-1}.
\end{equation}