Вариант 5, страница 11 - гдз по физике 11 класс самостоятельные и контрольные работы Ерюткин, Ерюткина

Авторы: Ерюткин Е. С., Ерюткина С. Г.
Тип: Самостоятельные и контрольные работы
Серия: классический курс
Издательство: Просвещение
Год издания: 2020 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: фиолетовый
ISBN: 978-5-09-097-598-8
Популярные ГДЗ в 11 классе
Самостоятельная работа № 5. Самоиндукция. Энергия магнитного поля. Магнитное поле. Электромагнитная индукция. Основы электродинамики - страница 11.
Вариант 5 (с. 11)
Условие. Вариант 5 (с. 11)
скриншот условия

Вариант 5*
1. В некоторой катушке при помощи реостата увеличили силу тока в 1,5 раза. Во сколько раз при этом увеличилась энергия магнитного поля катушки?
2. На рисунке представлена зависимость силы тока от времени для катушки с индуктивностью 2 Гн. Определите ЭДС самоиндукции () для каждого участка графика.
Решение. Вариант 5 (с. 11)
1.
Решение
Энергия магнитного поля катушки индуктивности $W$ определяется формулой:
$W = \frac{LI^2}{2}$
где $L$ – индуктивность катушки, а $I$ – сила тока в ней.
Пусть начальная сила тока была $I_1$, а начальная энергия $W_1$. Тогда:
$W_1 = \frac{LI_1^2}{2}$
После увеличения силы тока в 1,5 раза новая сила тока стала $I_2 = 1,5 \cdot I_1$. Новая энергия магнитного поля $W_2$ равна:
$W_2 = \frac{LI_2^2}{2} = \frac{L(1,5 \cdot I_1)^2}{2} = \frac{L \cdot 1,5^2 \cdot I_1^2}{2} = \frac{L \cdot 2,25 \cdot I_1^2}{2}$
Чтобы определить, во сколько раз увеличилась энергия, найдем отношение конечной энергии $W_2$ к начальной $W_1$:
$\frac{W_2}{W_1} = \frac{\frac{L \cdot 2,25 \cdot I_1^2}{2}}{\frac{LI_1^2}{2}} = 2,25$
Таким образом, энергия магнитного поля катушки увеличилась в 2,25 раза.
Ответ: Энергия магнитного поля увеличилась в 2,25 раза.
2.
Дано
$L = 2$ Гн
Найти:
$\mathcal{E}_{si}$ для каждого участка графика.
Решение
ЭДС самоиндукции $\mathcal{E}_{si}$ определяется по формуле:
$\mathcal{E}_{si} = -L \frac{\Delta I}{\Delta t}$
где $L$ – индуктивность катушки, а $\frac{\Delta I}{\Delta t}$ – скорость изменения силы тока.
Рассмотрим каждый участок графика отдельно.
Участок 1 (от 0 с до 2 с):
На этом участке сила тока линейно возрастает от $I_1 = 0$ А до $I_2 = 5$ А за промежуток времени $\Delta t = 2 \text{ с} - 0 \text{ с} = 2$ с.
Изменение силы тока: $\Delta I = I_2 - I_1 = 5 \text{ А} - 0 \text{ А} = 5$ А.
Скорость изменения силы тока: $\frac{\Delta I}{\Delta t} = \frac{5 \text{ А}}{2 \text{ с}} = 2,5$ А/с.
ЭДС самоиндукции на этом участке:
$\mathcal{E}_{si,1} = -L \frac{\Delta I}{\Delta t} = -2 \text{ Гн} \cdot 2,5 \text{ А/с} = -5$ В.
Участок 2 (от 2 с до 4 с):
На этом участке сила тока постоянна и равна $I = 5$ А.
Изменение силы тока: $\Delta I = 0$ А.
Следовательно, скорость изменения силы тока равна нулю: $\frac{\Delta I}{\Delta t} = 0$.
ЭДС самоиндукции на этом участке:
$\mathcal{E}_{si,2} = -L \cdot 0 = 0$ В.
Участок 3 (от 4 с до 6 с):
На этом участке сила тока линейно убывает от $I_1 = 5$ А до $I_2 = 0$ А за промежуток времени $\Delta t = 6 \text{ с} - 4 \text{ с} = 2$ с.
Изменение силы тока: $\Delta I = I_2 - I_1 = 0 \text{ А} - 5 \text{ А} = -5$ А.
Скорость изменения силы тока: $\frac{\Delta I}{\Delta t} = \frac{-5 \text{ А}}{2 \text{ с}} = -2,5$ А/с.
ЭДС самоиндукции на этом участке:
$\mathcal{E}_{si,3} = -L \frac{\Delta I}{\Delta t} = -2 \text{ Гн} \cdot (-2,5 \text{ А/с}) = 5$ В.
Ответ: На участке от 0 с до 2 с ЭДС самоиндукции равна -5 В; на участке от 2 с до 4 с – 0 В; на участке от 4 с до 6 с – 5 В.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 11 класс, для упражнения Вариант 5 расположенного на странице 11 к самостоятельным и контрольным работам серии классический курс 2020 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению Вариант 5 (с. 11), авторов: Ерюткин (Евгений Сергеевич), Ерюткина (Светлана Григорьевна), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.