Номер 63.9, страница 220 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 63. Электромагнитное поле, колебания и волны. Глава 8. Магнитные и электромагнитные явления - номер 63.9, страница 220.

Рис. VIII-32

63.9 [н] В первую четверть периода электро-магнитных колебаний в колебательном контуре конденсатор разряжается и сила тока нарастает (см. рис. VIII-28). Тормозит или ускоряет катушка этот процесс?

Решение

В первой четверти периода электромагнитных колебаний в LC-контуре происходит разрядка конденсатора. Накопленная в его электрическом поле энергия преобразуется в энергию магнитного поля, создаваемого током в катушке. В этот момент сила тока в цепи нарастает.

Основное свойство катушки индуктивности — это явление электромагнитной самоиндукции. Согласно правилу Ленца, при изменении силы тока, проходящего через катушку, в ней возникает ЭДС самоиндукции ($ε_с$), которая всегда направлена так, чтобы противодействовать причине, её вызывающей, то есть изменению тока. Величина этой ЭДС определяется выражением:

$ε_с = -L \frac{dI}{dt}$

где $L$ — индуктивность катушки, а $\frac{dI}{dt}$ — скорость изменения силы тока.

Поскольку в первой четверти периода сила тока нарастает, её производная по времени $\frac{dI}{dt}$ положительна. Следовательно, ЭДС самоиндукции $ε_с$ имеет отрицательный знак. Это означает, что ЭДС самоиндукции направлена против тока, создаваемого разряжающимся конденсатором. Она как бы "сопротивляется" нарастанию тока.

Таким образом, катушка индуктивности препятствует быстрому нарастанию тока и, как следствие, замедляет процесс разрядки конденсатора. Индуктивность в электрической цепи играет роль, аналогичную инертности (массе) в механике: она противодействует изменению состояния движения (в данном случае — изменению тока).

Ответ: Катушка тормозит этот процесс.