Номер 3, страница 123 - гдз по физике 9 класс учебник Изергин

Глава IV. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 24. Электромагнитные колебания - номер 3, страница 123.

Условие.

3. Почему сила тока (см. рис. 124) в течение первой четверти периода увеличивается постепенно?

Решение.

3. Сила тока в колебательном контуре в течение первой четверти периода увеличивается постепенно из-за явления электромагнитной самоиндукции в катушке индуктивности.

Рассмотрим процесс подробнее. В начальный момент времени ($t=0$) конденсатор полностью заряжен, и вся энергия контура сосредоточена в его электрическом поле. Сила тока в катушке равна нулю.

Когда конденсатор начинает разряжаться через катушку индуктивности, в цепи возникает электрический ток. Этот ток, протекая через катушку, создает в ней переменное магнитное поле, так как сам ток увеличивается от нуля до максимального значения.

Изменение магнитного потока, пронизывающего витки катушки, приводит к возникновению в ней ЭДС самоиндукции. Согласно правилу Ленца, эта ЭДС направлена так, чтобы препятствовать причине, ее вызвавшей, то есть нарастанию тока в цепи. Таким образом, ЭДС самоиндукции создает индукционный ток, направленный против основного тока, текущего от конденсатора.

Величина ЭДС самоиндукции пропорциональна скорости изменения силы тока и индуктивности катушки $\text{L}$:

$\mathcal{E}_{с} = -L \frac{dI}{dt}$

Именно эта «противодействующая» ЭДС самоиндукции не позволяет току возрасти мгновенно. Она как бы «сдерживает» его рост, заставляя его увеличиваться плавно и постепенно. В течение первой четверти периода ($0 \le t \le T/4$) энергия электрического поля конденсатора постепенно преобразуется в энергию магнитного поля катушки, и сила тока плавно возрастает от 0 до своего максимального (амплитудного) значения.

Ответ: Сила тока увеличивается постепенно из-за явления самоиндукции. При нарастании тока в катушке индуктивности возникает ЭДС самоиндукции, которая, согласно правилу Ленца, препятствует этому нарастанию, что и делает увеличение тока плавным, а не мгновенным.