Question

りんご

誘導起電力は、磁場内で導体棒が動く場合と、磁束が変化しているコイルの、2つの場合で発生すると思うのですが、導体棒はが動く場合はローレンツ力が元になっていると参考書に書いてあったのですが、磁束が変化しているコイルの誘導起電力の原因もローレンツ力が関わっているのでしょうか？また、下の写真のようにコイルの磁束も変化していて、磁場内で導体が動いている場合はどのような誘導起電力が起こるのでしょうか？ここら辺がよくわからなくて、すごく頭がこんがらがっています。教えて欲しいです。

14
電磁気
35 電磁誘導
磁束密度Bの鉛直上向
きの一様な磁場中に 間隔
lの平行で滑らかな2本の
レールが水平に敷かれ, そ
の上に導体棒Pがレール
と直角に置かれている。 P
に軽い糸の一端を結び, レ
B
(or)
Y
d
P
R₁
レール
X
Zm
ールに平行に張って,滑らかな滑車にかけ、糸の他端に質量mのおも
りをつるす。抵抗値の抵抗を図のようにつなぐ。 重力加速度を」と
抵抗以外の電気抵抗, 電流による磁場は無視してよい。
Yab 間に電池を入れる。 おもりが静止するためには電池の正極は
bどちら側にすべきか。 また, 電池の起電力 Vo を求めよ。
「ab間を導線で結ぶ。 Pがおもりに引かれて, 一定の速さで左に動
いているとき XとYとではどちらの電位が高いか。 また, Pの速
さひ を求めよ。
BS
3)ab間に起電力 V の電池を入れ, レール間を抵抗値 R2 の抵抗で
つなぐ (点線部cd)。Pがおもりを引き上げながら一定の速さで右に
働いているとき,
抵抗値 R2 の抵抗を流れる電流の向きと強さを求めよ。
pの速さを求めよ。
V 8A
(東海大
el

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

GDO

説明する前に一言
ご質問の問題３５の問題文には「一定の速さで動いているとき」と記載がありますが、「動き出して、一定の速さになったとき」と読み替えるとよいです。
ーーーーー
頭がこんがらがっているのは、おそらく
「電磁力(ローレンツ力)、誘導起電力のどっちの現象が（先に）起きているのか？」を考えるとよいです。
回路になっている場合は、どちらも起こりますが、起きる順番を考えるのが基本形です。
（回路になっていない場合、電流は流れないと考えるのが普通です…特殊な場合あり）
↓
・電池で電流を流す（電磁力が生じる）⇒導体棒が動く（誘導起電力が生じる）…①
・導体棒を動かす（誘導起電力が生じる）⇒電流が流れる（電磁力が生じる）…②

➀導体棒がある速になると、電池の電圧＝誘導起電力となって、電流が流れなくなり、速度一定になる
②導体棒を動かす力と電磁力が均衡すると、速度一定になる
（導体棒を動かす力F=一定であったり、一定の速度になるように導体棒に力を加える場合などあり）
➀②を同時の場合、どちらに動きいていだしているか（誘導起電力、加える力の大小）→速度一定になる
また、磁束密度（磁束）が変化する場合は、②に該当すると思いますが、いずれにしても状況判断が必要です。

複雑な問題になると。頭がこんがらがるのは普通です。
出題者は、頭がこんがらがすよう問題を作成しているからです。
整理して答えられるかどうかを問われています。

もういちど問題読んで分からない場合は、再度解答しますので、頑張ってください。

りんご

理解しました！優しく教えていただきありがとうございました！！

Answer 2

らい

導体棒が動くのはローレンツ力が元になっている、わけではなく、導体棒が動く→磁束が変化する→ローレンツ力が生じるです。

下の問題にコイルは出てきていません

りんご

回答ありがとうございます、回路は1巻のコイルと捉えられるのではないでしょうか？

らい

回路を一巻きのコイルと考えるのであれば、コイル内の磁束が変化する→ローレンツ力が働くだけで十分です

りんご

納得しました！回答ありがとうございました！