На рисунке изображена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, лампы, катушки индуктивности и ключа. Первоначально замкнутый ключ размыкают. Опишите наблюдаемые при этом явления. Укажите законы, которые вы применили.

Анализ цепи и явления:

На рисунке представлена электрическая цепь, содержащая источник ЭДС (гальванический элемент), лампу (сопротивление), катушку индуктивности (индуктивность L) и ключ K. В исходном состоянии ключ замкнут, цепь находится под током.

При размыкании ключа K происходит следующее:

1. Уменьшение тока через катушку: Размыкание ключа приводит к тому, что путь для тока через катушку и лампу разрывается.
2. Возникновение ЭДС самоиндукции: Катушка индуктивности обладает свойством препятствовать изменению тока. При резком размыкании цепи ток через катушку начинает быстро уменьшаться. Это изменение магнитного потока через катушку порождает в ней ЭДС самоиндукции.
3. Продолжение свечения лампы: Возникшая ЭДС самоиндукции направлена так, чтобы противодействовать уменьшению тока. Она поддерживает ток в цепи, заставляя его протекать через лампу. Поэтому лампа будет продолжать светиться некоторое время после размыкания ключа, хотя и с постепенно убывающей яркостью.

Примененные законы:

При описании данного явления используются следующие законы:

1. Закон электромагнитной индукции Фарадея (в форме самоиндукции): \( \mathcal{E}_{сам} = -L \frac{dI}{dt} \), где \( \mathcal{E}_{сам} \) — ЭДС самоиндукции, \( L \) — индуктивность катушки, \( \frac{dI}{dt} \) — скорость изменения силы тока.
2. Закон Ома для участка цепи (для описания тока в лампе): \( I = \frac{\mathcal{E}_{сам}}{R_{лампы} + R_{катушки}} \), где \( I \) — сила тока, \( \mathcal{E}_{сам} \) — ЭДС самоиндукции, \( R_{лампы} \) — сопротивление лампы, \( R_{катушки} \) — сопротивление катушки.

Явление, наблюдаемое при размыкании ключа, — это явление самоиндукции, которое проявляется в кратковременном продолжении свечения лампы из-за ЭДС самоиндукции, возникающей в катушке.