物理
高校生

至急❗️❗️❗️
まるでくくった部分のH磁界の向きがどのように定まるのか分かりません。どなたか教えて下さい。

電磁気 134 42 電磁誘導 図1のように、絶縁録被覆した銅線を一様に巻いた長さ21のソレフィ ドコイルがある。両端AとCとの間に直流電圧V。を加えたら電 が流れ、コイルの中心P点に強さHの磁場が生じた。コイル以外の 導線の抵抗は無視する。 I 次の場合,電源から流れる電流はI。の何倍になるか。また、P点 の磁場の強さはH。の何倍になるか。 の電圧%の電源の正の端子をBに接続し,負の端子をAとCに 接続する。 (2) B点を中心としてこのコイルを2倍の長さ(41)になるまで一様 っに引き伸ばして固定し,両端Aと Cとの間に電圧 Voを加える。 コイルを元の長さ(21)に戻し, 電圧 V%の電源の正の端子を』 に接続し,負の端子をBとCに接続する。 図2のように,固定したコイルの左端と中央とに,それぞれ銅の リングR., Reがつるされている。スイッチSを閉じたとき、 (4) 電流が定常的になるまでの間に, Riと R2には電流が流れるか。 流れるとすれば,その向きはコイルに流れる電流と同じ向きか、 逆向きか。 (5) Sを閉じた直後, R, と Reは動きだすかどうか。動きだすとすれ ば,その向きは左右どちら向きか。ただし, Ri, R2間の相互作用 は無視してよい。 R」 R2 A B C V。 図1 図2 (東京大) Level (1) o) s
結局, ルの 誘導電流i (4) Sを入れると,コイルの自己誘導のため, 電 流は0から増していく(やがて Io= Vo/R に 落ち着く)。R.,Reともに右向きの磁束が増 すからそれを妨げる向きの誘導起電力を生じ,u コイルとは逆向きの電流が流れる。 B増加 R」 R2 (5) Rを流れる電流とコイルを流れる電流は平 P R」 P R。 行で逆向きに流れるから反発力を生じる。つま り R.は左へ動きだす。 一方, R2はコイルの中 央にあり,両側から反発力を受け,合力は0と 0 一 なるため,R2 は動かない。 Q Q' 電磁力をくわしく調べてもよい。まず, Ri上で 。 180°正反対の微小部分P, Qに注目すると,図のよ。 うに電磁力子を受ける。上下方向はキャンセルする が左向きが合力として残る。それはR」全体につい ても同じことである。次に, R2の位置では事実上磁 場は0である。もし,あるとしてもソレノイドに平 行な磁場 H'で, P', Q’で働く力はキャンセルして しまう。 ソレノイドコイルは電磁石であり,R., R2も1っ の磁石とみることもできる。N極とS極の配列は右 のようになっていて, この図からも Riは左へ動き, Reは動かないことがわかる。 P i H H- P f H Q H Q」 R AS A Re N SS N|SN

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