15. Магнитное поле. Оптика
Чему равна энергия (в мДж) магнитного поля на катушке с сопротивлением 20 Ом и индуктивностью 10 мГн, если на ней поддерживается напряжение 40 В?
Найдем силу тока в катушке по закону Ома \[I=\dfrac{U}{R},\] где \(U\) – напряжение в катушке, \(R\) – сопротивление катушки \[I=\dfrac{40\text{ В}}{20\text{ Ом}}=2\text{ А}\] Энергия магнитного поля равна \[W=\dfrac{LI^2}{2}=\dfrac{10\text{ мГн}\cdot 4\text{ А$^2$} }{2}=20\text{ мДж}\]
Ответ: 20
Энергия магнитного поля катушки с током равна 0,64 Дж. Индуктивность катушки равна 20 мГн. Какова сила тока в катушке?
Ответ: 8
За время \(\Delta t=\) 4 с магнитный поток через площадку, ограниченную проволочной рамкой, равномерно уменьшается от некоторого значения Ф до нуля. При этом в рамке генерируется ЭДС, равная 6 мВ. Определите начальный магнитный поток Ф через рамку. Ответ дайте в мВб.
“Демоверсия 2019”
ЭДС: \[\xi =\dfrac{\Delta \text{ Ф}}{\Delta t}=\dfrac{\text{ Ф}}{\Delta t}\] Откуда начальный поток \[\text{ Ф}=\xi\cdot \Delta t =6\text{ мВ}\cdot 4\text{ с}=24\text{ мВб}\]
Ответ: 24
На рисунке приведён график зависимости силы тока \(I\) от времени \(t\) в электрической цепи, содержащей катушку, индуктивность которой 2 мГн. Определите модуль ЭДС самоиндукции в катушке в интервале времени от 15 до 20 с. Ответ дайте в мкВ.
“Основная волна 2020 ”
ЭДС самоиндукции: \[\xi_i=\dfrac{L\Delta I}{\Delta t}=\dfrac{2\text{ мГн}\cdot 20\text{ мА}}{5\text{ с}}=8\text{ мкВ}\]
Ответ: 8
Определите энергию магнитного поля катушки индуктивностью 0,2 мГн при силе тока в ней 2 А. Ответ дайте в мДж.
“Демоверсия 2021”
Энергия \[W=\dfrac{LI^2}{2}=\dfrac{0,2\text{ мГн}\cdot 4\text{ А$^2$}}{2}=0,4\text{ мДж}\]
Ответ: 0,4
На рисунке показан график зависимости магнитного потока, пронизывающего контур, от времени. На каком из участков графика (1, 2, 3 или 4) в контуре возникает максимальная по модулю ЭДС индукции?
“Демоверсия 2020”
ЭДС по модулю равна скорости изменения магнитного потока. Чем больше скорость изменения магнитного потока, тем больше ЭДС индукции. Модуль скорости изменения магнитного потока максимален на участке 2.
Ответ: 2
На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в электрической цепи, индуктивность которой 1 мГн. Определите модуль ЭДС самоиндукции в интервале времени от 15 до 20 с. Ответ дайте в мкВ.
“Демоверсия 2017”
ЭДС индукции: \[\xi_i=\dfrac{L\Delta I}{t}= \dfrac{1\text{ мГн}\cdot 20\text{ мА}}{5\text{ с}}=4\text{ мкВ}\] где \(L\) – индуктивность катушки, \(\Delta I\) – изменение тока за время \(t\)
Ответ: 4
