Задание 646020: Электромагнитная индукция

Модель: элементы цепи сосредоточенные, провода идеальные; систему отсчёта связываем с неподвижной цепью. Механическое движение отсутствует, поэтому оси и проекции механических сил здесь не нужны. Положительные направления тока и напряжения выбираем согласованно; если полярность не задана, искомые заряд и напряжение понимаем по модулю.
1. До размыкания ветви с лампами параллельны и подключены к источнику. По полярности батареи ток в обеих ветвях идёт справа налево. Через резистор проходит 1,5 А, через катушку — 0,2 А. Ток Л₁ — это ток катушки, ток Л₂ — ток резистора.
2. При размыкании ветвь источника отключается. Катушка и резистор остаются в одном замкнутом контуре вместе с обеими лампами. Ток катушки не исчезает мгновенно: возникшая ЭДС самоиндукции
ℰ_си = −LΔI_LΔt
по правилу Ленца поддерживает прежнее направление тока катушки, справа налево.
3. По закону сохранения заряда ток должен вернуться по другой ветви, через R слева направо. Токи всех элементов оставшегося контура равны по модулю. Следовательно непосредственно после размыкания
|I_R(0+)| = |I_L(0−)|.
Подстановка начального тока катушки:
|I_R(0+)| = 0,2 А.
Таким образом, ток R меняет направление и уменьшается по модулю с 1,5 до 0,2 А.
4. Проверка. В узлах отключённого контура токи ветвей противоположны и их алгебраическая сумма нулевая. Затем энергия магнитного поля превращается в тепло, поэтому ток постепенно уменьшается до нуля. Нельзя приравнивать новый ток прежнему току резистора: непрерывность относится к катушке.

Ответ: сразу после размыкания ток через R направлен вправо и равен 0,2 А; затем затухает.