Все задачи по теме — от базовых к сложным, с подсказками и решениями. Объяснение темы — на странице темы.
Через катушку индуктивностью 0,4 Гн течёт ток 5 А. Какова энергия магнитного поля катушки?
Энергия поля равна половине произведения индуктивности на квадрат силы тока.
\(W = \dfrac{LI^2}{2} = \dfrac{0{,}4 \cdot 5^2}{2} = \dfrac{0{,}4 \cdot 25}{2} = 5\) Дж.
Две одинаковые лампы подключили к одному источнику параллельно — одну через резистор, другую через катушку с железным сердечником. Сопротивления ветвей одинаковы. Какая лампа загорится позже при замыкании ключа и почему?
Вспомните, что происходит в катушке, когда ток в ней начинает расти.
При замыкании ток в обеих ветвях начинает расти. В катушке растущий ток создаёт растущий магнитный поток, и в ней возникает ток самоиндукции, который мешает росту основного тока. У катушки с сердечником индуктивность большая, поэтому ток в её ветви нарастает медленно. У резистора индуктивность мала, и ток устанавливается почти сразу.
Энергия магнитного поля катушки индуктивностью 0,2 Гн равна 0,9 Дж. Какой ток течёт через катушку?
Выразите силу тока из формулы энергии магнитного поля.
Из \(W = \dfrac{LI^2}{2}\) получаем \(I = \sqrt{\dfrac{2W}{L}} = \sqrt{\dfrac{2 \cdot 0{,}9}{0{,}2}} = \sqrt{9} = 3\) А.
При токе 4 А в катушке запасена энергия магнитного поля 2 Дж. Найдите индуктивность катушки.
Из \(W = \dfrac{LI^2}{2}\) получаем \(L = \dfrac{2W}{I^2} = \dfrac{2 \cdot 2}{4^2} = \dfrac{4}{16} = 0{,}25\) Гн.
Ток в катушке индуктивностью 0,5 Гн увеличили с 2 А до 6 А. На сколько возросла энергия её магнитного поля? Почему энергия выросла не в 3 раза, хотя ток вырос в 3 раза?
\(W_1 = \dfrac{LI_1^2}{2} = \dfrac{0{,}5 \cdot 2^2}{2} = 1\) Дж, \(W_2 = \dfrac{LI_2^2}{2} = \dfrac{0{,}5 \cdot 6^2}{2} = 9\) Дж.
\(\Delta W = W_2 - W_1 = 9 - 1 = 8\) Дж. Энергия пропорциональна квадрату тока, поэтому при утроении тока она растёт в \(3^2 = 9\) раз.
Если резко выключить мощный электромагнит рубильником, между контактами рубильника проскакивает искра, хотя напряжение источника всего 24 В. Объясните, откуда берётся энергия искры и почему её не бывает при включении.
Пока через обмотку течёт ток, в её магнитном поле запасена энергия \(W = LI^2/2\). При размыкании ток быстро падает, возникает сильный ток самоиндукции, который стремится поддержать убывающий ток. Напряжение на обмотке становится во много раз больше 24 В и пробивает воздух между расходящимися контактами — так энергия поля переходит в энергию искры. При включении ток самоиндукции мешает росту тока, и напряжение на обмотке не превышает напряжения источника, поэтому искры нет.
УрокГид — https://urokgid.ru/fizika/9-klass/elektromagnitnoe-pole-i-svet/samoindukciya/zadachi/