Э/м Индукция — Задание 21 ЕГЭ по физике №00010680 | Global EE
Э/м Индукция — Задание 21 ЕГЭ по физике №00010680
№2. Задание 21
ID: 00010680
Параллельно катушке индуктивности L с малым активным сопротивлением включена лампа накаливания (см. рис. а). Яркость свечения лампы прямо пропорциональна напряжению на ней.
На рис. б представлен график зависимости силы тока I в катушке от времени t. Опираясь на законы физики, изобразите график зависимости яркости свечения лампы от времени. Объясните построение графика, указав явления и закономерности, которые Вы при этом использовали.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
катушка индуктивности $L$ с малым $R$ параллельно лампе; яркость $\propto U$; график $I(t)$ — линейный рост, затем постоянный ток
Найти:
график яркости лампы от времени
Решение:
Катушка и лампа соединены параллельно, поэтому $U_{\text{лампы}} = \mathcal{E}_{\text{самоинд}}$. ЭДС самоиндукции: $$\mathcal{E}_{\text{самоинд}} = L \cdot \frac{\Delta I}{\Delta t}$$ На участке линейного роста тока $\frac{\Delta I}{\Delta t} = \text{const}$, значит: $$\mathcal{E}_{\text{самоинд}} = \text{const} \implies U_{\text{лампы}} = \text{const} \implies \text{яркость} = \text{const}$$ Когда ток выходит на постоянное значение ($\frac{\Delta I}{\Delta t} = 0$): $$\mathcal{E}_{\text{самоинд}} = 0 \implies U_{\text{лампы}} = 0$$ Катушка при постоянном токе — идеальный провод ($R \approx 0$), лампа замкнута накоротко. График яркости: постоянное значение на первом участке, затем резкое падение до нуля.
