Задание 21 ЕГЭ по физике · 646020
Ток при размыкании цепи
Резистор R и катушка индуктивности L с железным сердечником подключены к источнику постоянного тока, как показано на схеме. Первоначально ключ К замкнут, а через лампочки проходят соответственно токи I1=0,2 А и I2=1,5 А. Что произойдёт с величиной и направлением тока через резистор после размыкания ключа К? Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
При замкнутом ключе источник питает две параллельные ветви. Через катушку течёт ток I1=0,2 А.
После размыкания ключа источник отключается от внешней цепи. Однако ток в катушке не может мгновенно исчезнуть из-за явления самоиндукции: при уменьшении тока возникает ЭДС самоиндукции, поддерживающая прежнее направление тока.
Ток катушки замыкается по контуру, включающему катушку L, лампу Л1, резистор R и лампу Л2. Поэтому ток через резистор сразу после размыкания имеет ту же величину, что и ток через катушку:
В замкнутом после размыкания контуре ток через ветвь с резистором направлен навстречу току, который шёл через резистор при замкнутом ключе. Следовательно, направление тока меняется на противоположное, а его величина сразу после размыкания становится равной 0,2 А вместо 1,5 А.
По мере расходования энергии магнитного поля катушки ток будет уменьшаться и в дальнейшем стремиться к нулю.
После размыкания ключа источник отключается от внешней цепи. Однако ток в катушке не может мгновенно исчезнуть из-за явления самоиндукции: при уменьшении тока возникает ЭДС самоиндукции, поддерживающая прежнее направление тока.
Ток катушки замыкается по контуру, включающему катушку L, лампу Л1, резистор R и лампу Л2. Поэтому ток через резистор сразу после размыкания имеет ту же величину, что и ток через катушку:
В замкнутом после размыкания контуре ток через ветвь с резистором направлен навстречу току, который шёл через резистор при замкнутом ключе. Следовательно, направление тока меняется на противоположное, а его величина сразу после размыкания становится равной 0,2 А вместо 1,5 А.
По мере расходования энергии магнитного поля катушки ток будет уменьшаться и в дальнейшем стремиться к нулю.
Пример ответа
Сразу после размыкания ток через резистор изменит направление на противоположное и станет равен 0,2 А вместо 1,5 А; затем он будет уменьшаться до нуля.
Источник: Открытый банк ФИПИ 646020
Похожие задания
21В опыте по изучению фотоэффекта катод освещается зелёным светом, в результате чего в цепи возникает ток (рис.…Изменение фототока при фиолетовом свете · 00B1EF21Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от…Равновесие капли в конденсаторе · 075D3921К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с…Зависимость тока от индуктивности · 0A303921На рисунке 1 приведена зависимость внутренней энергии U 1 моль идеального одноатомного газа от его давления р…Переход из координат U–p в p–V · 0A953321Линзу удерживают на расстоянии 3 см от тетрадного листа с клетками, на котором нарисованы направленные в одну…Определение фокусного расстояния линзы · 0B795A21Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью С1 = 2С, С2 = С, С3 = 4С и С4 = 2С подключена к источнику…Энергия батареи конденсаторов · 0C59AA
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.