Question

ソユン　서윤

物理　電磁誘導　良問の風125 (p83) について。
(2)で電流の向きの、解説の求め方が分かりません。

私は、V=vBlの左手の法則を使い、中指vを円の接線方向に、人差し指Bを紙面の表から裏方向にして親指VがO→Qになるので、電流はP→Oと導きました。

そもそもこれは合っていますか？
また、解説での求め方はどういうものですか？
よろしくお願いします。
(今までの解決率は100%です)

電磁気
83
125* 細い導線で作った半径a[m]の円形レール (S,
P間は切れている)があり, このレール面の中心
0とレール上の点Pとの間にはR[Q]の抵抗が
接続されている。さらに, 中心Oとレールの間
には,レールに接しながら回転できる導体の棒
OQ が橋渡ししてあり,この棒は一定の角速度の
[rad/s)で回転している。レール面には,それに
垂直に磁束密度B [T]の一様な磁場 (磁界)が紙面
の表から裏への向きに加わっている。
(1) コイル OPQ を貫く磁束は 4t[s]間にどれだけ増加するか。
(2) 抵抗R[Q]の両端に発生する電位差Vを求めよ。また, 抵抗を流
れる電流の向きはO→Pかそれとも P→0か。
(3) 抵抗R[Q]で消費する電力はいくらか。
(4) 棒OQ が磁場から受ける力はいくらか。その向きは回転と同方向
か,逆方向か。
(5) 棒OQを一定の角速度の[rad/s]で回転させるために必要な外力の
仕事率P はいくらか。
SP
R
の
棒
00
B
大の
(東京電機大+筑波大)

125(1) 棒はの4t [rad] 回転し, 赤色部分の面積4S に
P
応じてコイルOPQ を貫く磁束が増える。
B
Q
a
AS =ra°×
0At
2π
04t
. 40 =B·4S = Ba'oAt [Wb]
1
(2) ファラデーの電磁誘導の法則より
扇形の面積は
円の面積を利用
V=4の1
= Ba'o (V]
At
2
○の増加
コイルを貫く&向きの磁束が増すので, ○向きの磁場
B'を生じるような電流Iを流そうとする。それは O→
Qの向きであり,この向きに誘導起電力V が生じる。
したがって,抵抗では P→0 の向きに電流が流れる。
OB
V
B'は頭の中
このように,誘導起電力の大きさを式で求め,向きは「磁 3
だけで想定
東の変化を妨げる(電流の)向き」から別途判断する。

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

ガラス固化体@プロフ読んで

まず、フレミングの左手の法則は電流・磁場から力の向きを求めるもので、電磁誘導の向きには用いません。
使うのであれば、右手で同じ形を作り、親指を棒の動く方向へ、人差し指を磁界の向きをさせば、中指が電流の流れる方へ向きます。

解説ですが、レンツの法則に基づいています。(気になったら詳しく調べてください)
ある面を通る磁界の大きさが大きくなると、その大きくなった磁界を打ち消すような磁場を作り出す向きに、電流を流そうとします。
問題のようであれば、POQを通る磁界が大きくなる→この磁界を打ち消すような向き(紙面の裏から表)に磁界を作ろうとする→右ネジの法則から反時計回りに電流が流れる、というプロセスです。

ソユン　서윤

画像は物理のエッセンスです。
フレミングの左手の法則ではないけれど、中指を速さ、人差し指をB、親指をVと使えば上手くいきそうな気がするんですが駄目ですか？

レンツの法則はわかりました！
何か忘れてるなと思ってたので助かりました。

ガラス固化体@プロフ読んで

力の向きを求める時と混乱せずに、確実に使えるならば、向きは合っているので大丈夫です！
ただ、右手を用いると、左手と同じように中指から、電・磁・力とできるので、間違えにくいという話です。

ソユン　서윤

あ、なるほど！
考えが至りませんでした笑
しかし私の右手は鉛筆を握っているので従来の方法で混乱しないよう精進します。
ありがとうございました☻