Номер 4, страница 142 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 5. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 27. Энергия электрического поля конденсатора. Энергия магнитного поля катушки. Вопросы - номер 4, страница 142.

Условие.

4. Что служит источником электрической энергии при вспыхивании лампочки в цепи, содержащей катушку индуктивности (см. рис. 148)?

Рис. 148

Решение.

Решение

Когда цепь, изображенная на рисунке, подключена к источнику постоянного тока, через катушку индуктивности протекает электрический ток $\text{I}$. Этот ток создает вокруг катушки магнитное поле. Энергия этого магнитного поля запасается в катушке и рассчитывается по формуле:

$W_м = \frac{LI^2}{2}$

В момент размыкания цепи (отключения источника тока), ток в ней начинает резко уменьшаться. Согласно явлению электромагнитной индукции, это изменение тока приводит к возникновению в катушке ЭДС самоиндукции. Эта ЭДС, в соответствии с правилом Ленца, направлена так, чтобы воспрепятствовать уменьшению тока.

Величина ЭДС самоиндукции определяется выражением:

$\mathcal{E}_{си} = -L \frac{\Delta I}{\Delta t}$

После отключения внешнего источника, катушка индуктивности, резистор и лампочка образуют замкнутый контур. Возникшая ЭДС самоиндукции начинает играть роль временного источника энергии в этом контуре. Она поддерживает ток, протекающий через лампочку, за счет энергии, которая была накоплена в магнитном поле катушки.

Этот ток, протекая через нить накала лампочки, вызывает её кратковременную вспышку. Вспышка прекращается, когда вся энергия магнитного поля катушки преобразуется в другие виды энергии (в основном в тепловую и световую в лампочке и резисторе).

Таким образом, вспыхивание лампочки происходит за счет преобразования энергии магнитного поля катушки в электрическую энергию.

Ответ: Источником электрической энергии при вспыхивании лампочки служит энергия магнитного поля, запасённая в катушке индуктивности.