8 задач по физике для 11 класса по теме «Самоиндукция и индуктивность» — от простых к сложным, с ответами и подробными решениями. Решите задачу, введите ответ числом — сайт сразу проверит его. Если не получается, откройте решение: дано, формула, вычисление.
Ток в катушке индуктивностью 0,5 Гн равен 4 А. Определите магнитный потокосцепление катушки, считая, что она имеет один виток.
Дано: L = 0,5 Гн; I = 4 А; N = 1.
Решение:
Потокосцепление катушки определяется формулой Ψ = LI.
Подставим значения: Ψ = 0,5 · 4 = 2 Вб.
Ответ: 2 Вб.
Катушка имеет индуктивность 0,8 Гн. Определите ЭДС самоиндукции, возникающую в катушке, если сила тока в ней равномерно изменяется со скоростью 5 А/с.
Дано: L = 0,8 Гн; ΔI/Δt = 5 А/с.
Решение:
Модуль ЭДС самоиндукции определяется формулой ε = L · |ΔI/Δt|.
Подставим значения: ε = 0,8 · 5 = 4 В.
Ответ: 4 В.
За 0,2 с сила тока в катушке равномерно увеличилась от 2 А до 6 А. Индуктивность катушки равна 0,3 Гн. Определите модуль ЭДС самоиндукции.
Дано: I₁ = 2 А; I₂ = 6 А; Δt = 0,2 с; L = 0,3 Гн.
Решение:
Модуль ЭДС самоиндукции: ε = L · |ΔI|/Δt.
Изменение силы тока: ΔI = 6 − 2 = 4 А.
ε = 0,3 · 4 / 0,2 = 6 В.
Ответ: 6 В.
При изменении силы тока в катушке на 3 А магнитный потокосцепление изменилось на 1,2 Вб. Определите индуктивность катушки.
Дано: ΔΨ = 1,2 Вб; ΔI = 3 А.
Решение:
Изменение потокосцепления связано с изменением тока формулой ΔΨ = L · ΔI.
Отсюда индуктивность: L = ΔΨ/ΔI.
L = 1,2 / 3 = 0,4 Гн.
Ответ: 0,4 Гн.
В катушке индуктивностью 0,4 Гн сила тока равна 5 А. Определите энергию магнитного поля катушки.
Дано: L = 0,4 Гн; I = 5 А.
Решение:
Энергия магнитного поля катушки определяется формулой W = LI²/2.
Подставим значения: W = 0,4 · 5² / 2 = 0,4 · 25 / 2 = 5 Дж.
Ответ: 5 Дж.
В электрической цепи с катушкой индуктивностью 0,6 Гн сила тока равномерно уменьшилась от 8 А до 2 А за 0,3 с. Определите модуль ЭДС самоиндукции.
Дано: L = 0,6 Гн; I₁ = 8 А; I₂ = 2 А; Δt = 0,3 с.
Решение:
Модуль изменения силы тока: |ΔI| = |2 − 8| = 6 А.
По закону самоиндукции ε = L · |ΔI|/Δt.
ε = 0,6 · 6 / 0,3 = 12 В.
Ответ: 12 В.
Катушка индуктивностью 0,2 Гн подключена к источнику питания. Сила тока в ней равномерно возрастает от 0 до 10 А за 0,5 с. Определите энергию магнитного поля катушки в конце этого промежутка времени.
Дано: L = 0,2 Гн; I₁ = 0 А; I₂ = 10 А; Δt = 0,5 с.
Решение:
Энергия магнитного поля катушки определяется формулой W = LI²/2.
В конце промежутка времени сила тока равна 10 А.
W = 0,2 · 10² / 2 = 0,2 · 100 / 2 = 10 Дж.
Ответ: 10 Дж.
В катушке индуктивностью 0,5 Гн сила тока равна 4 А. После отключения источника питания ток равномерно уменьшается до нуля за 0,1 с. Определите модуль ЭДС самоиндукции, возникающей при этом процессе. Считайте, что индуктивность катушки не изменяется.
Дано: L = 0,5 Гн; I₁ = 4 А; I₂ = 0 А; Δt = 0,1 с.
Решение:
Модуль изменения силы тока: |ΔI| = |0 − 4| = 4 А.
По закону электромагнитной индукции для самоиндукции:
ε = L · |ΔI|/Δt.
ε = 0,5 · 4 / 0,1 = 20 В.
Ответ: 20 В.