Вопросы, страница 99 - гдз по физике 8 класс учебник Кабардин

Вопросы

1. В каком опыте наблюдается явление самоиндукции при замыкании электрической цепи?

2. Почему лампа, включённая последовательно с катушкой, зажигается с отставанием от момента замыкания электрической цепи?

1. Явление самоиндукции при замыкании электрической цепи можно наблюдать в любом опыте, где в цепь включена катушка индуктивности (соленоид). Особенно показательным является эксперимент, в котором электрическая цепь разветвляется на две параллельные ветви. В одной ветви находится лампа накаливания и резистор, а в другой — такая же лампа и катушка индуктивности, причем активное сопротивление катушки равно сопротивлению резистора. При замыкании общей цепи с помощью ключа можно наблюдать, что лампа в ветви с резистором вспыхивает практически мгновенно, в то время как лампа в ветви с катушкой индуктивности загорается с заметной задержкой. Эта задержка в загорании лампы и есть проявление явления самоиндукции.

Ответ: Явление самоиндукции при замыкании цепи наблюдается в опыте с цепью, содержащей катушку индуктивности. Его наглядно демонстрирует эксперимент, в котором лампа, соединенная последовательно с катушкой, загорается с задержкой по сравнению с лампой, соединенной с резистором.

2. Когда электрическая цепь, состоящая из последовательно соединенных источника тока, лампы и катушки, замыкается, сила тока в ней начинает возрастать от нуля. Протекая через катушку, этот возрастающий ток создает вокруг нее изменяющееся во времени магнитное поле, которое, в свою очередь, порождает переменный магнитный поток, пронизывающий витки самой катушки. Согласно закону электромагнитной индукции, изменение магнитного потока приводит к возникновению в катушке электродвижущей силы (ЭДС) самоиндукции. Величина этой ЭДС пропорциональна скорости изменения тока: $ \mathcal{E}_{si} = -L \frac{dI}{dt} $, где $\text{L}$ — индуктивность катушки. Знак минус в формуле отражает правило Ленца, согласно которому индукционный ток, создаваемый ЭДС самоиндукции, всегда направлен так, чтобы противодействовать изменению тока, вызвавшему его. В данном случае ЭДС самоиндукции создает ток, направленный против основного тока от источника, что замедляет его нарастание. В результате общая сила тока в цепи достигает значения, достаточного для накала нити лампы, не мгновенно, а спустя некоторое время, что мы и наблюдаем как задержку в её загорании.

Ответ: При замыкании цепи в катушке возникает ЭДС самоиндукции, которая, согласно правилу Ленца, препятствует нарастанию тока в цепи. Из-за этого ток достигает значения, достаточного для свечения лампы, не мгновенно, а с некоторой задержкой.