Номер 5, страница 156 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

11. Электромагнетизм. 11.15. Энергия магнитного поля - номер 5, страница 156.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Сила тока $I = 10$ А

Магнитный поток $Φ = 1$ Вб

Все величины даны в системе СИ.

Найти:

Энергию магнитного поля $W_m$.

Решение:

Энергия магнитного поля $W_m$, запасенная в соленоиде (катушке индуктивности), вычисляется по формуле:

$W_m = \frac{L I^2}{2}$

где $L$ — индуктивность соленоида, а $I$ — сила тока, протекающего через него.

Магнитный поток $Φ$, пронизывающий катушку, связан с силой тока $I$ и индуктивностью $L$ следующим соотношением:

$Φ = L I$

Из этого выражения можно найти индуктивность катушки:

$L = \frac{Φ}{I}$

Подставим это выражение для индуктивности $L$ в формулу для энергии магнитного поля. Это позволит нам вычислить энергию, не зная индуктивности напрямую:

$W_m = \frac{1}{2} \cdot \left(\frac{Φ}{I}\right) \cdot I^2 = \frac{Φ I}{2}$

Теперь мы можем рассчитать энергию, подставив известные значения из условия задачи:

$W_m = \frac{1 \text{ Вб} \cdot 10 \text{ А}}{2} = \frac{10}{2} \text{ Дж} = 5 \text{ Дж}$

Ответ: 5 Дж.