ID: 00017711
Катушка индуктивности подключена к источнику тока с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением через резистор $R=60$ Ом. В момент $t=0$ ключ $K$ замыкают.
Значения силы тока в цепи, измеренные в последовательные моменты времени с точностью $\pm0{,}01$ А, представлены в таблице:
$t$, с | $0$ | $0{,}5$ | $1{,}0$ | $1{,}5$ | $2{,}0$ | $3{,}0$ | $4{,}0$ | $5{,}0$ | $6{,}0$ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
$I$, А | $0$ | $0{,}12$ | $0{,}19$ | $0{,}23$ | $0{,}26$ | $0{,}29$ | $0{,}29$ | $0{,}30$ | $0{,}30$ |
Выберите все верные утверждения о процессах, наблюдаемых в опыте.
1) ЭДС самоиндукции в начальный момент времени равна 18 В.
2) В момент времени $t=3{,}0$ с ЭДС самоиндукции катушки равна 0,29 В.
3) В момент времени $t=6$ с энергия магнитного поля катушки минимальна.
4) ЭДС источника тока составляет 20 В.
5) В момент времени $t=1{,}0$ с напряжение на резисторе равно 11,4 В.
Источник: ФИПИ
$RL$-цепь: ток нарастает от нуля до установившегося $I_{\max}=0{,}30$ А. В начальный момент ток равен нулю, поэтому всё напряжение источника «висит» на катушке; в установившемся режиме — наоборот, всё на резисторе. Энергия магнитного поля катушки $W=\dfrac{LI^2}{2}$ растёт вместе с током.
Сначала найдём ЭДС источника: $\mathscr{E}=I_{\max}R=0{,}30\cdot60=18$ В.
1) Верно. При $t=0$ ток равен нулю, значит $U_R=0$, и вся ЭДС источника уравновешена ЭДС самоиндукции: $\mathscr{E}_{si}=\mathscr{E}=18$ В.
2) Неверно. При $t=3{,}0$ с: $\mathscr{E}_{si}=\mathscr{E}-IR=18-0{,}29\cdot60=18-17{,}4=0{,}6$ В, а не 0,29 В.
3) Неверно. При $t=6$ с ток максимален (0,30 А), поэтому энергия магнитного поля $W=LI^2/2$ максимальна, а не минимальна.
4) Неверно. ЭДС источника равна 18 В (см. выше), а не 20 В.
5) Верно. При $t=1{,}0$ с: $U_R=IR=0{,}19\cdot60=11{,}4$ В.