Две катушки и резистор
11-3. В схеме на рисунке после установления токов мгновенно перебрасывают ключ из положения 1 в положение 2. Считая катушки \(L_1\) и \(L_2\) идеальными, определите количество теплоты, которое выделится на резисторе \(R\).

▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
ПодсказкаДо переключения катушки шунтируют резистор \(R\), поэтому ток в них определяется только \(r\). После переключения ток катушки \(L_1\) замыкается сам на себя, а энергия катушки \(L_2\) переходит в тепло.
▶ОтветСкрыть: ответ
Ответ\(Q=\dfrac{L_2U_0^2}{2r^2}\).
▶РешениеСкрыть: решение
Решение11-3. До переключения силу тока в катушках найдем из условия:
\[I _ { 0 } = \frac { U _ { 0 } } { r } .\]

(В этом случае ток через \(R\) не идет, т.к. катушки шунтируют его). После переключения ток в катушке 1 сохранит свое значение, двигаясь по замкнутому контуру, а в катушке 2 спадет до нуля. Таким образом, в тепло перейдет энергия этой катушки:
\[W = \frac { L _ { 2 } I _ { 0 } ^ { 2 } } { 2 } = L _ { 2 } \frac { U _ { 0 } ^ { 2 } } { 2 r ^ { 2 } } .\]
Теплота выделится на резисторе \(R\), т.к. во втором положении ключа участок цепи с резистором \(r\) и источником тока разомкнут.
Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.
Похожие задачи
- Катушка и тепловая мощность «Бельчонок» 2014/15, отборочный этап, 11 кл.
- Размыкание ключа в цепи с катушкой Физтех 2023/24, отборочный этап, 11 кл.
- Цепь с катушкой «Шаг в будущее» 2015/16, заключительный этап, 11 кл.
- Катушка после выключения поля Ведомственная 2019/20, отборочный этап, 11 кл.
- Зарядка аккумулятора ключом и катушкой Яан Калда, №64
- Ток амперметра при коммутации Яан Калда, №65