Question

も

（1）の向きがなぜそうなるのか分からないので教えて下さい！

m/p
図のように,磁束密度 Bの鉛直上向きの一様な磁場中
に,間隔Lの2本の平行導体レールが水平に対して角0
で固定されている。 2本のレールは上端で導線により接
続されている。このレール上に水平に長さ L, 質量 m,
電気抵抗 R の導体棒 PQ をおく。この棒に大きさ 0。の
初速度をレールにそって下向きに与えると, その後棒は
水平を保ち,一定の速さ v。のままレールにそって降下を
8
B
P
00
50.
続けた。レールと棒との摩擦および棒以外の部分の電気
抵抗はないものとし, 重力加速度の大きさをgとする。
(1) 棒を流れる電流の大きさIと向きを求めよ。Iはv0, R, B, L, 0 を用いて表せ。
(2) 棒にはたらく力のつりあいから速さ v。を, R, B, m, g, L, 0 を用いて表せ。
きを
仕事
(3) 棒で単位時間に発生するジュール熱Qを, R, B, m, g, L, 自を用いて表せ。
(4) このジュール熱は何によって供給されているか。
(5) 磁東密度 Bの向きが鉛直下向きのとき, (1)~(4) の結果はどう変わるか。
ヒント (2) 重力の斜面方向成分と磁場が及ぼす力の斜面方向成分とがつりあう。

解説(1) 導体棒 PQ の速度(大きさ )の磁場に垂直な
方向の成分の大きさは 0ュ=0oCosé
よって, 誘導起電力の大きさVは
V=v,BL=v。BLcos0
オームの法則より
B
(解説)
9|脂 導
も
Q(P)
01,
た
間
2。
図1
V oBLcosé
I=-
R
解説(1)
の
三
R
フレ
向きは,レンツの法則より, Q→Pの向きリ
(2) ス