物理の磁気の問題です。 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

180 第4章 電気と磁気 ★★ **140 【10分・16点】 XXXX 図のように, 自己インダクタンスLのコ イル, 抵抗値Rの電気抵抗, 電気容量 Cの コンデンサーを起電力 E の直流電源に接続 し 回路の特性を調べた。 直流電源およびコ E イルの内部抵抗は無視できるものとする。 0 A (4 R S₁ スイッチ S2 を開いたままで, スイッチ SL を閉じて, 十分に長い時間がたった状態について考える。 問1 コンデンサーに蓄えられた電荷はいくらか。 ①1/23CE ② CE ③ 1/12 CE2 ④ CE2 ⑤/12 LE ⑥ LE コンデンサーを充電し終わった後, スイッチ S を開き, 次にスイッチ S2 を閉じ ると,コンデンサーとコイルから成る電気振動回路ができる。すなわち, 充電され たコンデンサーの電荷はコイルを通し放電され, 振動電流が流れ始める。 ①1月 1 問2 スイッチ S2 を閉 (2 じた時刻を t=0 とす m AAA t るとき, コンデン サーのb点側の電荷 Qの時間変化を表す グラフはどれか。た だし, グラフの縦軸 はQを表すものとす る。また, マイルに 0 流れる電流の時間 WIN 変化を表すグラフは どれか。ただし,電流は a点からb点の向きを正とし, グラフの縦軸はiを表すも のとする。 Q のグラフ 1iのグラフ 2 問3 電気振動の周期はいくらか。 0 T√LC 22 T√LC T√LC 問4 インダクタンスLのコイルに電流Iが流れている場合, このコイルに蓄えら れているエネルギーは 1/12 L12 で与えられる。これを用いて,この回路に流れる振動 1 2T LC 電流の最大値はいくらか。 0 EVE EVEⓇ CE EVE E. ED C a IS₂ mm b IC §ε 図 に、 に時 何と れ (2 2 問3 問4 は ① to

名問の森の質問です！ ？のところのV1とV2の向きがなぜそうなるか分からないので教えて下さい！

122 電磁気 38 電磁誘導 十分に長い直線導線Lがy軸上 にあり, 1辺の長さ2aの正方形コ イル ABCD が 辺ABをx軸上に, 辺BC を軸に平行にして置かれて いる。 コイルの電気抵抗は R で, コ イルの位置は辺ABの中点Mの座 標xで表す。 装置は真空中に置かれ, 真空の透磁率 μlo とする。 コイルの 自己誘導は無視する。 Foll 導線L に+yの向きに一定電流Iを流し,コイルを一定の速さ で,xy平面上,x軸に沿って導線から遠ざける。コイルがx(a)の 位置を通過するときについて, (1) L による,点A,B での磁場の強さ H1, H2 をそれぞれ求めよ。 (2) コイル全体での誘導起電力の向き (時計回りか反時計回りか)と大 きさVを次の2つの方法で求めよ。 Level (1)★★ (2) (a)★ (b)★ (3)★ Point & Hint 電磁誘導は一般にはファラデーの電磁誘導 の法則に従っている 0 (2) (b) 微小時間⊿tの間の磁束の変化⊿のを調 べる。 といっても, コイルを貫く磁束のはコイ ル内の磁場が一様ではないので(積分しない限 り) 計算できない。 そこで, 変化した部分だけ に目を向ける。 近似の見方も必要。 L D A -2a- M C B (a) 1つ1つの辺に生じる誘導起電力を調べる。 (b) コイルを貫く磁束の変化を調べる。 (3) x=2aのとき, コイルに加えている外力の向きと大きさを求め よ。 (九州大+お茶の水女子大) -V Base 電磁誘導の法則 磁束① = BS V=-N40 4t 一面積S N巻きコイル ※マイナスは磁束の変化を 妨げる向きに誘導起電力 が生じることを表す。 LECTURE (1) A,Bでの磁場は ? I H₁ = 2π (x− a) 2π (x+a) (2a) 直線電流Ⅰのつくる磁場は紙面の裏へ の向きとなり、磁力線を切って進む AD と BCで誘導起電力 V1, V2が図の向きに発生 している。公式V=vBlより V₁ = vμoH₁.2a V2= vμoH22a 2つの起電力が逆向きとなっていることと, H>Hより全体の起電 力は時計回りで (b)微小時間tの間にコイルはx=v4t だ け動き,右の赤色部分で磁束を402 増やし、 灰色部分で4の減らす。 そこで,磁束の変化 40は H2= 40= 40₂ 40₁ =μoH22a4xμoHi・2a4x 2μo lav π (x²-a²) At 符号マイナスは磁束の減少を表している (H) > H2 より定性的にも明らか)。 よっ て, 誘導起電力の向きは、父の向きの磁場 を生じるようにコイルに電流を流す向きで あり、時計回りと決まる。 40=2μoIav V = π (x² - a²) 4t V=V1-V2=2μova (H1-H2)= 2μo Iav π (x²-a²) (3) x=2a より V= 2μo Iv であり、誘導電流 3π えは時計回りに流れ, オームの法則より i = R 38 電磁誘導 2μo Iv 3πR V₁ H₁ v A -x+a H₁ 4x F D 123 H 2 V i V2 A ⊿xは微小なので ③ 磁場はHやHで 一定としてよい。 B H2 4x C i F2 B Iとの向きから, ③ F は引力, F2は反 発力と決めてもよい。

　自己誘導について質問します。 　コイルに急にEvの電位差が加わりIAの電流が流れた時に、その変化がとても一瞬であれば誘導起電力が -Evを超えることもありますよね？ 　大体スイッチを切るときは大きな誘導起電力が発生すると書いてあるのですが、スイッチをつける時も一緒ではない... 続きを読む

自己誘導で変化した磁束に対する相互誘導は発生しないのですか？

なぜコイルはの自己誘導は巻き方によらず電流の逆向きになるのですか？？ 巻き方を変えたら自己誘導は変わるのでは無いでしょうか、

Φ減少の理由を教えてください

重要問題 81 コイル内で時間変化する磁束密度 方向に一様な磁界を加え、 その磁束密度を変化させた。 磁束密度B [T] 1つの水平面上に半径r[m]の円形の1巻きコイルを置いて, 水平面に垂直な = [Wb/m²]) を, 時刻 t=0.0 [s] からな 〔s〕までの間は一定値B1 [T] とし t=t〔s] から一定の率で変化させ, t=t〔s〕 以後は一定値B2 〔T] とした。 コ イルの自己誘導は無視する。 (1)からの間における磁束密度B [T] をtの関数として表せ。 (2)からの間において, コイルを貫く磁束 [Wb〕をtの関数として表せ。 (3) 仮に,コイルを1箇所で切ると t=0.0 〔s] から t=t〔s]の間で,その切 らか｡ [s] り口の両端に電位差が生じることがあるか。生じるとすればその大きさはいく Just> (661) * 0=0 (8) (T), (s) (4) 磁束密度は上向きを正として = 0.05 〔s] のとき B1=0.1 [T], t=0.25 のとき B2=-0.2 [T], また, r=0.1 〔m〕, コイルの電気抵抗 R=12 [Ω] で あった。t=0.0 [s] ~0.30 〔s] 間でコイルを流れる電流 〔A〕 の変化をグラフ に表せ。 コイルを上から見て右まわりを電流の正の向きとする。 〈福島県立医大〉 & fan

電磁気 B 地磁気は普段は無視していると思うのですがこの問題ではなぜ地磁気のことも考えているのでしょうか？？ 方位磁針つかってたら、地磁気考える前提の話だなと思えば大丈夫でしょうか？？ また問3を考えている時にコイルの自己誘導、相互誘導を考えてないのは電磁誘導起こって... 続きを読む

B問3 図1のように, 円形コイル C, と Caをコ を基準としたものである。 コイル C, と C2のそれぞ イル面を平行に, 中心軸を一致させて置いた。この Caの中点を0とする。東西南北は方位磁石の向き れに,同じ向きで同じ大きさの電流を流したとき, 図1のように,円形コイルC,と C。をコ S6 電流と磁場 171 B問3 心軸は東西方向に向いている。 中心軸上でC, と C」 C2 西 北 東 南 うになるか。 0 北の向き ③ 北から西へずれた向き aa Ciの半径をrとすると, C; を流れる電流がその中心に作る磁界の強さはいく 2 北から東へずれた向き 図1 問4 らか。 I 0 I I I 2r r 2TY TY C 問5 図2のような,導線を円筒状に密に巻いた十分に長いソレノイド ABがあ wの 証を市 の向き1 正に を 1 イドの軸上で西方に離 3

誘導起電力でaよりbのほうが小さいのはなんでですか?

B 図2のように、 鉛直上向きで磁束密度の大きさBの一様な磁場 (磁界) 中に. 0-(十分に長い2本の金属レールが水平面内に間隔dで平行に固定されている。そ の上に導体棒a, bをのせ, 静止させた。導体棒a, bの質量は等しく、 単位長 さあたりの抵抗値はrである。導体棒はレールと垂直を保ったまま, レール上を 摩擦なく動くものとする。また, 自己誘導の影響とレールの電気抵抗は無視でき る。 時刻t= 0に導体棒 aにのみ, 右向きの初速度 v0を与えた。 本制ちも人の B B 金属レール P。 d S Vo 金属レール b a 図 2

さんかっこでtが2～3のときPに対するQの電位が負となる時はないんですか？

基礎問 89 自己誘導起電力 自己インダクタンス2[H) のソレノイドコイル、 電流を制御できる電源,抵抗値 10 [2] の抵抗,内 部抵抗が無視できる電流計およびスイッチを図1に Q 示すようにつないで,同路をつくった。 電源を制御して回路に流れる電流を、図2のよう に時間変化させた。ただし、電源から点Pに向かう 電流を正とする。 (1) 時刻(0<t<1[s])のとき,ソレノイドコ イルに生じる誘導起電力の大きさを求めよ。 (2) 時刻t=0.5 [s] のときの電源の出力電圧 (両端の電圧)を求めよ。 ソレノイド ソレノイドコイルの誘導起電力の時間変化を,横軸を時刻tとして図示 抵抗 電源) 図1 電流I(A) 21 0 一時刻t() 図2 せよ。ただし、点Pに対して点Qの電位が高いときを正とする (東京電機大·広島大) ●自己誘導起電力 コイルに流れる電流が変化すると 精 講 を貫く磁束が変化することにより,コイルに誘導起電力があ。 する。これを自己誘導起電力といい、その大きさは電流の時間変化の如へ 4t に比例し、その比例定数Lを自己インダクタンスという。 自己誘導起電力:V=-L- dt 起電力の向き 電流の変化を妨げる向き ●相互誘導起電力 電流が変化するコイル(1次コイル)の近くに別のコイル(o 次コイル)があるとき,2次コイルを貫く磁束の変化により,2次コイルに発生 する誘導起電力カを相互誘導起電力という。誘導起電力の大きさは,1次コイル の電流の時間変化の割合号に比例し、その比例定数Mを相互インダクタンス という。 相互誘導起電力: V=-M dt

最初の問題から分かりません汗 誰か教えてください！お願いします。

★電磁気6 図1のように, 水平面上に平行で 2L [m] だけ離れた 2直線」と 12にはさま 2L れた領域がある。 その領域に, 平面に垂直で紙面の裏から表に向かう磁弦束密度B b, a L [Wb/m] の一様な磁場が加えられている。 導線と抵抗 R [Q] の2つの抵抗 2 d L B 器をつないで,図1のように1辺の長さが L [m] の正方形の形状をした回路を 作る。回路全体の質量を m [kg] とし, 導線の抵抗と2つの抵抗器の体積は無視 できるものとする。 図1 この回路を辺 ab が直線ムに垂直になるように平面上に置き, 直線1に垂直に右向きに運動させ, 2直線hと2に はさまれた領域を通過させる。 回路と平面の間の摩擦と回路の自己誘導は無視できるものとする。以下では辺ad が 直線iに重なった時刻を=0s, 辺 bc が直線1に重なった時刻を=h [s], 辺 ad が直線l2に重なった時刻を=2 [s], 辺 bc が直線 12に重なった時刻を=t3 [s] とする。解答にはh, 2, 13を用いてはならない。回路の速さが一 定値v[m/s] をとる場合を考える。 (1) 1, 12, tsを求めよ。 回路を流れる電流 (A] (2) 0SSiにおいて, 正方形 abcd を貫く磁束の大きさの単位時間当たりの増加 分を求めよ。 0 (3) 0SShにおいて, 回路を流れる電流を求めよ。また, 回路を流れる電流の0 t(s) SSBにおける時間変化を図2に図示せよ。 ただし, 図1でa→b→c→d→a の向きに流れる電流を正とする。 図2 (4) 0SShにおいて, 回路が磁場から受ける力の大きさを求めよ。また,回路が 回路が磁場から受ける カの大きさ[N) 磁場から受ける力の大きさの 0S広sにおける時間変化を図3に図示せよ。 (5) =0 から=13までに, 2つの抵抗器に発生したジュール熱を求めよ。 (6) =0 から=13までに, 回路を動かすために外力のした仕事を求めよ。 [12 静岡大) ちts) 図3 lN