30 磁場中の電流が受ける力 【標準・25分・32点】
図1に示すように、磁束密度Bの一様な水平方向の磁場中に, 2辺の長さがそれぞ
れa,b の長方形コイルがある。 コイルは, 水平で磁場に垂直な軸を中心軸として滑
らかに回転できるようになっている。 コイルの端はそれぞれ導体円筒X,Yに接続さ
れている。さらに, 導体円筒には電池と抵抗の切替スイッチ Sw がついた回路がつな
がれている。
この
されている。
.Sw
R
を求
磁束密度B
K
a
Y
N
S
b
(2
観察者
回転軸
図 1
があらかじめ
いま,スイッチ Swにより, 回路を電池側に切り替えたとき,コイルに電流I が流
れた。
問1
コイルの面が鉛直方向に対して角度0だけ傾いているとき,コイルの回転軸ま
わりにはたらく力のモーメントの大きさを求めよ。 また, コイルは図中 ① ②
のいずれに回転しようとするか答えよ。
次にコイルの中心軸の一端に,半径の滑車を取り付けた。 図2は観察者から見た
コイルと滑車の状態である。 ただし, 滑車の質量は考えないものとする。