ГДЗ по физике, 11 класс, Мякишев, номер p53.2
Физика — Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М.; под редакцией Парфентьевой Н.А.
Алексей Широков, преподаватель физики Шпаргача обновлено 11 сентября 2026
Условие
Соленоид (L = 20 Гн) и резистор (R_0 = 40 Ом) соединены параллельно и подключены к источнику с ЭДС ℰ = 40 В. Сопротивление самого соленоида R=10 Ом. Найти количество теплоты, выделившееся в резисторе при отключении источника. Сопротивлением источника пренебречь.
Номер как в учебнике. Условие — полный пересказ редакции: те же пункты, числа и факты, не цитата из книги.
Пошаговое решение
Рассмотрим процесс отключения источника тока в цепи с параллельно соединёнными соленоидом и резистором. Ключевая идея состоит в том, что при разрыве внешней цепи энергия магнитного поля, накопленная в индуктивности, не исчезает мгновенно, а начинает рассеиваться на сопротивлениях элементов цепи. Нам нужно найти долю этой энергии, которая выделится именно на внешнем резисторе R0.
1. Определение начального тока через соленоид
До момента отключения источник был подключен к цепи. Поскольку сопротивление самого соленоида R=10 Ом, а ЭДС источника E=40 В, то ток, протекающий непосредственно через катушку индуктивности, определяется законом Ома для участка цепи (внутренним сопротивлением источника пренебрегаем):
IL=E/RПодставим числовые значения:
IL=40/10=4 АОбратите внимание: ток через резистор R0 до отключения также равен 4 А (IR0=E/R0=40/40=1 А), но он не участвует в создании запасаемой энергии магнитного поля, так как эта энергия локализована в соленоиде.
2. Расчёт полной энергии магнитного поля
Энергия магнитного поля соленоида с индуктивностью L=20 Гн при токе IL равна:
Wm=LI2L/2Вычислим эту величину:
Wm=20·42/2=20·16/2=160 ДжЭто полная теплота, которая выделится во всей цепи после отключения источника.
3. Распределение энергии между резисторами
После отключения источника соленоид становится источником тока. Ток самоиндукции замыкается по контуру, состоящему из последовательно соединённых внутреннего сопротивления соленоида R и внешнего резистора R0. Так как они соединены последовательно в этом замкнутом контуре, сила тока i(t) в каждый момент времени одинакова для обоих сопротивлений.
Количество теплоты, выделяющееся на сопротивлении за время затухания тока, пропорционально этому сопротивлению. Следовательно, доля энергии, выделившаяся на резисторе R0, составляет:
QR0=Wm·R0/R+R0Подставим известные значения:
QR0=160·40/10+40=160·40/50=160·0.8=128 Дж128 Дж
Задача требует понимания того, что при отключении источника в цепи с индуктивностью происходит перераспределение энергии. Важно правильно определить ток через индуктивность перед отключением (он зависит только от её собственного сопротивления и напряжения источника, если они параллельны источнику). Затем энергия магнитного поля рассчитывается по формуле LI^2/2. При разряде индуктивности ток течёт через цепь, где внутреннее сопротивление катушки и внешний резистор оказываются включёнными последовательно относительно контура разряда. Поэтому тепло распределяется обратно пропорционально их сопротивлениям.
Как решение?
Двойная оценка: понятность и подробность. Можно выбрать одно или оба.
У вас другое условие?
Загрузите фото — учтём ваши числа и редакцию.
Частые вопросы
Это точный номер p53.2 из моего учебника?
Номер совпадает с учебником «Физика», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М.; под редакцией Парфентьевой Н.А.. Формулировка — пересказ редакции, не дословная цитата. Если в вашей редакции другие числа — загрузите фото.
Какой ответ в задании p53.2?
Краткий ответ: 128 Дж.
Как пользоваться этим разбором?
Сначала прочитайте условие и чертёж, затем шаги решения по порядку и сверьте свой ход с кратким ответом внизу.
Какой учебник имеется в виду?
«Физика», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М.; под редакцией Парфентьевой Н.А.. Проверьте часть, год и автора на обложке. Тема в учебнике: Глава 2. Основы электродинамики.
Можно ли списать ответ без решения?
Лучше сначала решить самостоятельно, а разбор использовать для проверки хода и поиска ошибки.