Question

あやか

電流と磁場の問題です。
なぜ（3）は（Va -Vb）になるのでしょうか。
解説よろしくお願いします。

閉回路
【問題6】 図のように, 紙面上に2本の十分長い金属製のレールが間隔dで平行に固定され, レール上にレールと
垂直に2本の金属棒a, bが置かれている。 それぞれの金属棒は互いに平行を保ったままでレール上をなめ
らかに動くことができ, 2本のレールと2本の金属棒とで囲まれた長方形状の回路が形成される。 レールの
電気抵抗は十分小さく, 金属棒だけが電気抵抗を持っている。 したがって, 金属棒a, b がどのように動い
ても回路の電気抵抗は一定で, その値をRとする。 また, レール間には, 紙面と垂直方向に磁束密度Bの
一様な磁界がかけられている。 いま、 金属棒a を一定の速さ
金属棒 b 金属棒 a®
で紙面の右方向に動かし続けた。 以下の問いに答えよ。
一般に磁束密度Bの磁場中で,長さLの導線が磁場と
垂直な方向に速度で動くとvBLの誘導起電力が発生し,
電流Ⅰが流れている導線は, 磁場からIBLの力を受ける。
(1) 金属棒a を動かしたら図の方向に電流が流れた。
金属棒a を動かし始めた直後の,
46
.
(3) 金属棒b が動き出し, 速さがvに達した時の,
(a) 回路を流れる電流の大きさ
レール
をd, Va, Vo, R, B を用いて表せ。
(4) 十分時間が経過した後の
牛の向↑
磁束密度 B
レール
(a) 回路を流れる電流の大きさ
(c) 金属棒b の速さ
をd, va, R, B を用いて, または,数値で表せ。
VB
LA
電流の向き
(a) 回路を流れる電流の大きさ (b) 金属棒a を動かすのに必要な力の大きさ
をd, va, R, B を用いて表せ。
F=1Bd
(2) 金属棒a を動かし始めた直後、金属棒b もレール上を動き出した。
左手の法則 (a) 金属棒b が動き出した方向は、金属棒a の動いている方向と同方向,逆方向のいずれか。
(b) この時、金属棒b が受けた力の大きさをd, Va, R, B を用いて表せ。
(b) 金属棒a を動かすのに必要な力の大きさ
Va
(b) 金属棒a を動かすのに必要な力の大きさ
1
右手の法則により上向きに力がむく
d

【 問題6】
(1)-(a)
(2)-(a)
(3)-(a)
(4)-(a)
(4) - (c)
vaBd/R
0
I=Ea/R F=L₂Bd
(1)-(b)
同方向
I=E/R=vBd/R (aと逆向き)I=I-L= (va-vBd/R F=IBd
(va-vb) Bd/R
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(3)-(b)
(va-Ub)B²d²/R
Va
v₂B²d²/R
(1) で求めた電流が流れるので、F=IBd
2
v₂B²d²/R
(2)-(b)
(4)-(b)
0
vは増加していくが、 v=v になると電流は流れなくなり、
その後は等速度運動 (加速度ゼロ) となる

誘導起電力 磁場 磁束密度

Answer 1

✨ Jawaban Terbaik ✨

Apple

（Va -Vb）に意味があるわけではなく、電流の向きが反対なので片方がマイナスになるだけです。

あやか

電流の向きが反対だと速さも反対になるってことですか？

Apple

こんな感じ

あやか

解説ありがとうございます。
ここでお願いするのは厚かましいですが、写真の問題もわかる範囲で構わないので解説お願いできますか？
お願いします！

Apple

こんな感じ

あやか

解説ありがとうございます。
質問なんですが、力の向きがどうしてもわかりません。
（ 1）はなぜ磁場の向きが手前から奥になるのですか？
図を見る限り導線Lの電流が手前から奥にいくと思うのですが

Apple

主語を明確にするとわかるかもしれません。
導線Lの電流が磁場を発生させています。コイルは磁場を発生しません。（問題文にコイルの電流は磁場を発生しないと書いてあります。）
電流は上方向なので右ネジの法則で導線Lより左側は奥から手前、導線Lより右側は手前から奥に磁場が発生します。

あやか

（2）は（1）とコイルの電流の向きが違うので
磁場の向きが変わるってことですよね？
最初の（va−vb）と同じ考えでいいんですか。

Apple

本質的には同じですが最初のは右手の法則、今回のは左手の法則を使っています

あやか

その理由教えてもらってもいいですか。
また左手は、どのように使ったら力は手前から奥になるんですか。