РУҚА
21

Решение: Ток при размыкании цепи

ЕГЭ · Физика · Задание 21 · Магнитное поле и индукция
ВысокаяФИПИ646020Развёрнутое решение≈ 10 минутРазбор в 5 шагов
Условие

Резистор $R$ и катушка индуктивности $L$ с железным сердечником подключены к источнику постоянного тока, как показано на схеме. Первоначально ключ $K$ замкнут, а через лампочки проходят соответственно токи $I_1 = 0{,}2\ \text{А}$ и $I_2 = 1{,}5\ \text{А}$. Что произойдёт с величиной и направлением тока через резистор после размыкания ключа $K$? Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

5 шагов
1

При замкнутом ключе источник питает две параллельные ветви. Через катушку течёт ток $I_1 = 0{,}2\ \text{А}$.

2

После размыкания ключа источник отключается от внешней цепи. Однако ток в катушке не может мгновенно исчезнуть из-за явления самоиндукции: при уменьшении тока возникает ЭДС самоиндукции, поддерживающая прежнее направление тока.

3

Ток катушки замыкается по контуру, включающему катушку $L$, лампу $Л_1$, резистор $R$ и лампу $Л_2$. Поэтому ток через резистор сразу после размыкания имеет ту же величину, что и ток через катушку:

4

В замкнутом после размыкания контуре ток через ветвь с резистором направлен навстречу току, который шёл через резистор при замкнутом ключе. Следовательно, направление тока меняется на противоположное, а его величина сразу после размыкания становится равной $0{,}2\ \text{А}$ вместо $1{,}5\ \text{А}$.

По мере расходования энергии магнитного поля катушки ток будет уменьшаться и в дальнейшем стремиться к нулю.

Ответ

Сразу после размыкания ток через резистор изменит направление на противоположное и станет равен $0{,}2\ \text{А}$ вместо $1{,}5\ \text{А}$; затем он будет уменьшаться до нуля.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Считать, что ток в катушке мгновенно исчезает после размыкания ключа.

Указать прежнее направление тока через резистор.

Использовать значение $I_2 = 1{,}5\ \text{А}$ как ток в образовавшемся после размыкания контуре.

Не объяснить возникновение тока явлением самоиндукции.

Закрепить приёмВ теме «Магнитное поле и индукция» ещё 202 задачи — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 21 ЕГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 5 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Магнитное поле и индукция»: в ней 203 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.