Задание 14 ЕГЭ по физике: Катушка индуктивности подключена к источнику тока с пренебрежимо…

Источник, ключ, резистор R=60 Ом и катушка индуктивности соединены последовательно. После замыкания ключа ток растёт не сразу, а постепенно — катушка препятствует резкому нарастанию. Приведём таблицу списком:

• t=0, I=0 А
• t=0{,}5 с, I=0{,}12 А
• t=1{,}0 с, I=0{,}19 А
• t=1{,}5 с, I=0{,}23 А
• t=2{,}0 с, I=0{,}26 А
• t=3{,}0 с, I=0{,}28 А
• t=4{,}0 с, I=0{,}29 А
• t=5{,}0 с, I=0{,}30 А
• t=6{,}0 с, I=0{,}30 А

При t=5–6 с ток уже не меняется — это установившееся значение I_{max}=0{,}30 А. В установившемся режиме всё напряжение источника падает на резисторе (катушка перестаёт мешать току, когда он не меняется), значит ЭДС источника \varepsilon=I_{max}R=0{,}30\cdot60=18 В, а не 20 В. Утверждение 3 неверно.

Напряжение на катушке U_L=\varepsilon-IR максимально в момент t=0 (когда I=0, весь источник «висит» на катушке) и убывает по мере роста тока — значит оно не максимально при t=3 с. Утверждение 1 неверно.

Энергия катушки W=\dfrac{LI^2}{2} растёт вместе с током и максимальна там, где ток наибольший — то есть при t=6 с, а не минимальна. Утверждение 2 неверно.

При t=5 с I=0{,}30 А, напряжение на резисторе U_R=IR=0{,}30\cdot60=18 В — в точности утверждение 4, оно верно.

В момент t=0 ток равен нулю, значит напряжение на резисторе тоже нулевое — а весь источник компенсируется ЭДС самоиндукции катушки: \left|\varepsilon_{si}\right|=\varepsilon-U_R=18-0=18 В. Утверждение 5 верно.