Тема . №21 Качественная задача

.07 Электродинамика. Магнетизм

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №21 качественная задача
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#32411

Катушка, обладающая индуктивностью L, соединена с источником питания с ЭДС ℰ     и двумя одинаковыми резисторами  R  . Электрическая схема соединения показана на рис 1. В начальный момент ключ в цепи разомкнут. В момент времени t= 0  ключ замыкают, что приводит к изменениям силы тока, регистрируемым амперметром, как показано на рис. 2.

PIC

Основываясь на известных физических законах, объясните, почему при замыкании ключа сила тока плавно увеличивается до некоторого нового значения I1  . Определите значение силы тока I1  . Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь.

Показать ответ и решение

Для цепи справедлив закон Ома для полной цепи:

    ℰ + ℰi
I = -R0--, (1)

где ℰi  – ЭДС самоиндукции, R0  – общее сопротивление цепи, I  – сила тока.
ЭДС самоиндукции равно:

ℰi = −L ΔI,
       Δt

где ΔI  – изменение силы тока за время Δt  .
ЭДС самоиндукции возникает в контуре только при изменении силы тока и по закону Ленца препятствует изменению силы тока.
До замыкания ключа общее сопротивление равно R0 =R + R = 2R  как при последовательном соединении резисторов, при этом ЭДС самоиндукции равно нулю, тогда сила тока равна:

I0 = ℰ-= 3 А.
    2R

При замыкании ключа сопротивление скачкообразно уменьшается до R  , то есть в 2 раза, но сила тока через катушку не может изменяться скачкообразно (возникает препятствующая ЭДС самоиндукции), поэтому сила тока постепенно увеличивается по формуле (1). Со временем ЭДС самоиндукции уменьшается до нуля, а сила тока становится постоянной и равной:

    ℰ
I1 = R-= 2I0 = 6 А.
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное правильное решение, включающее правильный

3

ответ (в данном случае: значение силы тока, п. 4)

и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием

наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: закон Ома для полной цепи, явление самоиндукции)

Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении

2

имеется один или несколько из следующих недостатков.

В объяснении не указано или не используется одно из физических

явлений, свойств, определений или один из законов (формул),

необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение,

лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим

законом, свойством, явлением, определением и т.п.)

И (ИЛИ)

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы,

закономерности, но в них содержится один логический недочёт.

И (ИЛИ)

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение

(возможно, неверные), которые не отделены от решения

и не зачёркнуты.

И (ИЛИ)

В решении имеется неточность в указании на одно из физических

явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для

полного верного объяснения

Представлено решение, соответствующее одному из следующих

1

случаев.

Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение,

но в нём не указаны два явления или физических закона,

необходимых для полного верного объяснения.

ИЛИ

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы,

закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные

на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.

ИЛИ

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы,

закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие

к ответу, содержат ошибки.

Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы,

закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на

решение задачи

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!