Номер 6, страница 156 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

11. Электромагнетизм. 11.15. Энергия магнитного поля - номер 6, страница 156.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Сила тока $I = 0,4$ А

Энергия магнитного поля $W = 0,1$ Дж

Найти:

Магнитный поток $\Phi$

Решение:

Энергия магнитного поля, создаваемого током в катушке (соленоиде), связана с индуктивностью катушки $L$ и силой тока $I$ формулой:

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

Магнитный поток $\Phi$, пронизывающий катушку, по определению связан с индуктивностью и силой тока следующим образом:

$\Phi = L I$

Мы можем объединить эти две формулы, чтобы связать энергию напрямую с магнитным потоком. Для этого выразим индуктивность $L$ из второй формулы $L = \frac{\Phi}{I}$ и подставим в первую:

$W = \frac{(\frac{\Phi}{I}) I^2}{2} = \frac{\Phi I}{2}$

Таким образом, мы получили формулу, связывающую энергию магнитного поля, магнитный поток и силу тока:

$W = \frac{\Phi I}{2}$

Из этой формулы выразим искомую величину — магнитный поток $\Phi$:

$2W = \Phi I$

$\Phi = \frac{2W}{I}$

Подставим известные числовые значения в полученную формулу:

$\Phi = \frac{2 \cdot 0,1 \text{ Дж}}{0,4 \text{ А}} = \frac{0,2}{0,4} \text{ Вб} = 0,5 \text{ Вб}$

Ответ: магнитный поток через соленоид при этом токе равен $0,5$ Вб.