Question

浪人

この問題の解答の図のローレンツ力や電流の向きが分かりません。右ねじですか？フレミングですか？教えてください。

チェック問題 4 回転する導体棒
☆ 図のように、裏→表向きの一様な磁束
密度Bの磁場中に長さの4本の導体
棒と円形リングでつくった車輪がある。 い
ま、このリングに外力F を作用させて,
反時計回りの一定角速度 ω (1秒あたり
の回転角)で回転させている。 この車輪
には図のように抵抗Rがつけられてい
る。 すべての摩擦や R以外の抵抗は無視できる。
やや 15 分
Aw
R
OB
(1)各導体棒に発生している起電力の向きと大きさ V を求めよ。
(2) 抵抗 R を流れる電流 (右向き正) を求めよ。
(3) 外力 F の大きさを求めよ。

ひ平均rw
=rw
CE2
a=1
V
t = 1
平均
+1
中央
OB
････ ① 答
W
t = 0
la
r-
図a 1本の棒の1秒の動き

Answer 1

✨ Jawaban Terbaik ✨

😊

基本的にフレミング左手の法則を使います。ローレンツ力を求めるのにフレミングを使うときには一つ注意があります。それは中指が電流の向きだということです。電荷が進む向きだと思って中指を合わせると電子だったりしたときに逆向きで答えが出てしまうことがあるので、電荷で考えずに電流として流れる向きに中指を合わせてください。（フレミング左手の法則の定義がそのようになっているので）
今回の問題では正の電荷が導体棒に垂直な向きに進んでいます。（正の電荷は電流の流れる向きと一緒なので正の電荷が進む向きに合わせれば電流の向きになります。）Bは紙面の裏から表へ出ているので先ほど申し上げたことに注意すると赤色の矢印の向きに力fが働きます。

浪人

なぜ力と同じ向きに電位差が発生するんですか？

😊

遅くなりました。🙇
導体棒の中に点電荷が存在するからです。導体棒の中に点電荷があるので進む向きが右上か、左下かのどちらかになります。その上でローレンツ力が右上の方にかかるので、その方向に加速度を持った運動をします。すると、電流が流れるので電位差が生じます。

浪人

なるほど！フレミングで電流の指は電荷が進む向きに合わせて、ローレンツ力の向きが右上だと分かり電荷がローレンツ力によって右上に運動し電流が流れるってことですか？

😊

大大大正解です。ちなみにですが導体棒の中ではなく、広い空間で点電荷に初速度を与える（進む向きと垂直に磁場も働かせる）とよく見る等速円運動をするわけです。

浪人

なるほど！ローレンツ力が常に速度と垂直の方向に働くから等速円運動になるわけですね。知識が増えましたありがとうございます。