Урок 33. Решение задач по теме "Самоиндукция"

РАЗДЕЛ I. Поурочные разработки по физике к учебнику С. В. Громова

Урок 33. Решение задач

Цель: научить решать задачи по данной теме.

Ход урока

Лабораторная работа «Исследования зависимости ЭДС самоиндукции от индуктивности проводника и скорости изменения в нем силы тока»

Оборудование: источник питания, миллиамперметр, катушка с железным сердечником, резисторы сопротивлением 2 Ом и 4 Ом, реостат ползунковый, ключ замыкания, провода.

Ход работы

1. Собери схему (рис. 18).

2. Поставьте ползунок реостата примерно в среднее положение, зашунтируйте миллиамперметр, соедините проводом и замкните цепь. Слегка передвигая ползунок вправо-влево, добейтесь отсутствия тока через миллиамперметр. После этого отключите шунт от миллиамперметра и приступайте к наблюдению самоиндукции.

3. Размыкая и замыкая цепь, наблюдайте отклонение стрелки миллиамперметра то в одну, то в другую сторону. Объяснить наблюдаемое явление.

4. Вставьте в катушку железный сердечник и снова повторите опыт.

Зависит ли ЭДС самоиндукции, возникающая в катушке, от ее индуктивности?

5. Повторите предыдущий опыт, изменив силу тока в катушке. (Отключите резистор R₃.)

Зависит ли ЭДС самоиндукции, возникающая в катушке, от скорости изменения в ней силы тока?

6. Сделайте общий вывод и запишите в тетрадь.

I. Решение задач

Задачи на «3»

1. Магнитный поток через катушку, состоящую из 75 витков, равен 4,8 · 10^-3 Вб. Рассчитайте время, за которое должен исчезнуть этот поток, чтобы в катушке возникла ЭДС индукции, равная 0,74 В. (Ответ: 0,5 с.)

2. В катушке, индуктивность которой равна 0,4 Гн, возникла ЭДС, равная 30 В. Рассчитать изменение силы тока и энергию магнитного поля катушки, если это произошло за 0,2 с. (Ответ: 10 А 20 Дж.)

3. В результате изменения силы тока с 4 А до 20 А поток магнитной индукции через площадь поперечного сечения катушки, имеющей 1000 витков, изменится на 0,002 Вб. Найдите индуктивность катушки. (Ответ: 0,125 Гн.)

Задачи на «5»

1. Два металлических стержня расположены вертикально и замкнуты вверху проводником. По ним без трения и нарушения контакта скользит перемычка длиной 2 см, массой 1 г. Вся система находится в однородном магнитном поле, у которого индукция равна 0,01 Тл, и перпендикулярна плоскости рамки. Установившаяся скорость равна 0,8 м/с. Найдите сопротивление перемычки. ( Ответ: 3,3 · 10^-6 Дж.)

2. Катушка индуктивности диаметром 4 см, имеющая 400 витков медной проволоки, у которой площадь поперечного сечения равна 1 мм², расположена в однородном магнитном поле. Магнитная индукция этого поля направлена вдоль оси катушки и равномерно изменяется за 1 с на 0,1 Тл. Концы катушки замкнуты на коротко. Определите количество теплоты, выделяющейся в катушке за 1 с. Удельное сопротивление меди равно 1,7 · 10^-8 Ом м. (Ответ: 2,95 · 10^-3 Дж.)

3. Проволочная катушка диаметром 5 см помещена в однородное магнитное поле параллельно ее оси. Индукция поля равномерно изменяется за 1 с на 0,01 Тл. Катушка содержит 1000 витков медного провода сечением 0,2 мм². Удельное сопротивление меди равно 1,7 · 10^-8 Ом м. К концам катушки подключен конденсатор емкостью 10 мкФ. Определите заряд на конденсаторе. ( Ответ: 1,95 · 10^-7 Кл.)

Домашнее задание

Повторить п. 86-90.