Question

契約

右ネジをどのようにこれ使ってるんですか？磁力の向きないから分からないですよね。

電車の回生ブレーキは、 減速するときにモーターを発電機として
388 動くコイルに発生する誘導起電力 右図のように。 長い直
線状の導線にI[A]の電流が流れている。 1辺の長さが[m]の正
方形コイルを導線と同じ平面内に置き、矢印の向きにv[m/s]の
速さで動かす。 コイルの辺PSが導線 A から [m]の位置を通過
する瞬間,コイルに流れる電流を求めよ。ただし,コイルの抵抗
R〕 真空の透磁率を仰4 [N/A2] とし, コイルの自己インダ
センサー 130 133~
クタンスは無視する。
389] 誘導起電力 右図のように, 鉛直上向きに磁束密度
B[T] の磁界がある。 長さ [m] の金属棒 OP が 点Oを中心
として水平面内を角速度ω 〔rad/s]で回転している。 OP の誘
導起電力の大きさはいくらか。 また, 点0と点Pのどちらの
電位が高いか。
センサー 134
M
IN PAD
b
A
S!
kr→
JAB
解 390 モーターの原理 右図で, コの字型の回路が水
平面内に置かれていて、 磁束密度B[T]の一様な磁界
が鉛直上向きにかかっている。 Eは起電力 E〔V〕 の電
池 M 質量 [kg]のおもりである。 摩擦はないも
のとし 回路を流れる電流のつくる磁界は無視できる
ものとする。 コの字型の導線の間隔を[m], 重力加
速度の大きさを g〔m/s ] とする。 導体ab には R[Ω]かり!!
〕
の電気抵抗があるものとし、質量は無視する。
AB
a
凸
TES
E
(1) スイッチ Sを入れたところ,Mは上向きに静かに動き出した。 スイッチを入れた
直後の,回路を流れる電流 I [A] とおもりの加速度α〔m/s'] を求めよ。
(2) おもりの速さが一定になったとき, 回路を流れる電流 電池の消費電力 おもりの
速さ,1sあたりに導体 ab で発生する熱量とおもりを持ち上げる仕事率を求めよ。
132

分に誘導起電力が発生する。I〔A〕の直線電流がコイルのとこ
PS QRの部分が磁力線を横切っていくので、この部
Holly
2mr (+DR
388
- [A] でS→P→Q→R→Sの向き
に向かう向き。 PS や QR が動くと, 386と同様にして, 点Pl
度の大きさをB〔T〕, QR のところにできる磁束密度の大きさを
と点 Q の電位が高くなる。よって, PSのところにできる磁束密
'[V] の電池が入ったと考えればよい。 求める電流の強さ [A]は, |
B2 〔T] とすると,右図のように, 電圧 vB] [ 〔V〕 の電池と電圧 B2l
vl
I
I
Mo
-llo
R 2πr 2π (r+1)
i=
R
Moll²v
389
R
2nr (r+1)R[A]
B1 B2 より , 向きはS→P→QR→Sの向き
=
388) センサー130
●センサー 133
P
誘導起電力:
別解2 PSのみが動くとすると, コイルの面積が小さくなっ
て, コイルを貫く磁束が減少する。
よって, 辺 PS にはSPの向きの誘導起電力が発生す
ると考えてもよい。
vBl
1
// Bol2 [V], 高電位: 点P
別解1 地面から見ると, 初め PS内の電子は右向きに動く。 1 地面に対する各電子の運動
⑧B
個の電子に注目して,地面に対する電子の運動を電流と電流Iとみなす。
みなすと、その電流の向きは,地面に対して左向きとな
る。よって, フレミングの左手の法則より、電子には
PSの向きにローレンツ力がはたらき,Pは正, Sは
負となる。 よって, PSはPが高電位の電池になったと
考える。 QR についても同じである。
S
FB₂
この瞬間のコイル
R
Hev
evB
389 ) センサー134
04