(3) 棒PQにはたらく水平方向の力ってなんですか？ 速さが一定になると力が0になる理由と流れる電流が0になる理由も分かりません。解説をお願いします🙇‍♀️

電磁力と誘導起電力 発展例題 45 鉛直上向きに磁束密度Bの一様な磁場中に, 2本の 直線導体のレールが間隔で水平に置かれ, 内部抵抗 スイッチ の無視できる起電力の電池, 抵抗値Rの抵抗, およ びスイッチに接続している。 レール上の導体棒 PQ は、レールと垂直であり, なめらかに移動できる。 E (1) スイッチを閉じた直後, 棒 PQ が磁場から受け る力の向きと大きさを求めよ。 指針 (1) スイッチを閉じた直後には, 棒PQにまだ誘導起電力は生じていない。 314 (2) 速さがvのとき, 誘導起電力はvBl である。 棒PQ を起電力 v Blの電池とみなし, キルヒ ホッフの第2法則を用いる。 (3) 速さが一定となるとき, 慣性の法則から, 棒 PQにはたらく水平方向の力は0となる。 解説 (1) スイッチを閉じた直後, 棒PQ の誘導起電力は0である。 棒PQを流れる電 流はQ→Pの向きに,I=号である。 棒PQ RD が磁場から受ける力の向きは, フレミングの左 手の法則から、 図の右向きとなる。 力の大きさ EBU Fは, F=IBl= R (2) 棒PQ に流れる誘導電流は,レンツの法則 棒PQ の速さが” となったとき, 棒 PQ に流れる電流の大きさはいくらか。 棒PQの速さは一定値に近づく。 この速さはいくらか。 E-vBl R 発展問題 536,537 P低 B v= 電磁誘等 から,P→Qの向きであ Pが低電位, Qが高 電位となる。 棒PQは, 誘導起電力を生じる電池 とみなすことができ,P が負極, Qが正極となる (図)。したがって,誘導起電力は,電池の起電 力Eと逆向きに 流をことすると、 Blである。 PQを流れる電 キルヒホッスの第2法則から、 E-v Bl E-vBl=Ri i== R (3) 一定の速さをvとする。 このとき, 棒PQに はたらく水平方向の力は0 となるので、流れる。 電流も0である。 (2) のの式を用いて, 0== E BU R E ◎B v Bl P

【途中計算】ここの途中計算が意味がわかりません。どうしてこんな変形してるのかわかりません．紫線の部分から意味がわかりません。わかる方教えてください

395 磁界を斜めに横切る導体棒 鉛直上向きの磁 束密度B[f] の磁界中に、右図のように導体でで きた2本のレールが間隔 [m] だけ隔てて置かれて いる。 レールは水平面に対して⑥[rad] だけ傾いて いる。レールの端に起電力 [EV] の電池E と抵抗 [値R[Ω] の抵抗Rが右図のようにつながっており P レール上に質量m[kg] の導体棒PQを静かに置くと、導体棒は水平を保ったままレー Imag 2 ルに沿って上昇していった。 重力加速度の大きさをfa/s'] とする。また,R以外の抵 抗および摩擦はないものとし、回路を流れる電流がつくる磁界は無視する。 (1) 導体棒 PQ が上昇するための起電力Eの条件を求めよ。…、 (2) PQ の上昇速度は、ある速度に近づいていき, いずれ等速度運動になる。このとき の速さを求めよ。 A (3) PQの運動が等速度運動になったとき, 単位時間あたりに回路で発生するジュール 熱は,電池が単位時間あたりにする仕事の何倍か センサ 131132 162 すこ コメン の土日 E AUR い ↑ B

これなんですけど、仕事に秒数かけたのが、ジュールじゃないんですか？なぜ、式が同じなのに別々になるのかわかりません

[L][A]が右図] うに正負をとるものとする。 DESCORTLURY 395 磁界を斜めに横切る導体棒 鉛直上向きの磁の 束密度B[T]の磁界中に,右図のように,導体でです (ym) 7 E きた2本のレールが間隔 m〕 だけ隔てて置かれてる いる。 レールは水平面に対してOrad] だけ傾いて ↑B いる。レールの端に起電力 EV] の電池Eと抵抗 値R[Ω]の抵抗Rが右図のようにつながっており、 see -1- Y P&N レール上に質量m[kg]の導体棒PQを静かに置くと、導体棒は水平を保ったままレー 2 ルに沿って上昇していった。重力加速度の大きさを とする。また、R以外の抵 /s'] 抗および摩擦はないものとし、回路を流れる電流がつくる磁界は無視する。 (1) 導体棒 PQ が上昇するための起電力Eの条件を求めよ。 PCの上昇速度は、ある速度に近づいていき, いずれ等速度運動になる。 このとき の速さを求めよ。 (3) PQの運動が等速度運動になったとき,単位時間あたりに回路で発生するジュール 熱は電池が単位時間あたりにする仕事の何倍か 131132

【電磁誘導】の問題です。 このNはなぜ1なんですか？文章のどこ見ても明記されてないです

コイルを含む回路について詠める。 「スイッチを入れるとできる逆電圧 ~ 時間が経つと導線となる~♪」 右図のように、真空中で,鉛直上向きの磁束密度B[T〕の一 様な磁界中にコの字型の回路が水平に置かれている。Rは抵抗 635 動く導体棒に発生する誘導起電力 次の文のを埋めよ。 36 動く導体棒に発生する誘導起電力鉛直上向きの一様」 4B r[m/s]で右向きに動かしたとき, [[s〕間でコイルの面積Sは 100mだけ増加するので、コイルを貫く磁束は② (Wb)だけ増加する。 したがって, ③の法則より､回路に 発生する起電力Vの大きさは ④ 〔V〕 となる。このとき, 導体棒 ab を流れる電流の 点aより点bの電位のほうが ⑧ い。 回路を流れる電流がつくる磁界を無視すると 強さは⑤][A] となり,電流の向きは⑥の法則より ⑦ の向きとなる。 また, 導体棒が磁界から受ける力Fは ⑨ 〔N〕 となる。 摩擦がないとすると, 導体棒ab を 一定の速さで動かすために加えるべき外力の大きさ F'は ⑩[N]となり, 外力Fが f[s]間にする仕事 W は ⑩1〔J〕となる。一方,その間にRで発生するジュール熱 Q ] は[②] [J] となる。これより,WとQとの間には⑩3という関係が成り立つことが わかる。 センサー 131, 133, 134 R a V 28 Ħ

(5)で、私は奥向きの磁場が減少するのを妨げる方向に電流が流れると考え、コイルの電流は反時計回りだと考えました。ですが解説の写真の3行目のように実際はレンツの法則の方を利用して時計回りだったので、どうして自己誘導の考え方だとだめなのか教えてほしいです。

339. 磁場中を動く正方形コイル■ 真空中のxy平面内 y軸に沿って無限に長い導線があり、その導線に電流 Iがy軸の正の向きに流れている。この平面内のx軸のバ↑ 正の部分に、 一辺の長さαの正方形の1巻きコイル ABCD を置く。 コイルの辺CD をx軸と一致させ, コ イルをx軸の正の向きに一定の速さで動かす。 導線と コイルの辺ADの間の距離が1の瞬間を考える。 真空の透磁率をムとし、コイルの自 己誘導は無視できるものとする。 次の各問に答えよ。 y 0 a (4) コイルに生じる誘導起電力の大きさを求めよ。 (5) 電流Iがつくる磁場からコイルが受ける力の向きを求めよ。 D B ac (1) 電流Iがコイルの中心につくる磁束密度の大きさを求めよ。 (2) コイルの辺ADの内部にある電荷e(e>0)の電子が,磁場から受けるローレン リッカのAD方向の成分の大きさ FAD とその向きを求めよ。 (3) 微小時間tの間にコイルを貫く磁束の変化」を辺ADと辺BCが横切る磁束 から求めよ。 ただし、 磁束が紙面の表から裏の向きに増加する向きを正とする。 (琉球大改)

物理の誘電起電力の質問です。 緑で引いた、T/2のときなぜB0Sになるのかわかりません汗グラフとの関係を教えて頂きたいです。

等の法則という。 だけ変化すると 導起電力が発生す 右ねじを立て、右 磁界の正の向き の 5 の正負 10 の正の向 40<0 15 FOR 図3 起電力の正負の決め方 磁束が減っていると 例題1 コイルに生じる誘導起電力 断面積が S〔m2〕で, 抵抗の無視できるN回巻 きのコイルにR[Ω]の抵抗をつなぎ, コイルの 面と垂直に一様な磁界をかける。図Aの矢印の 向きの磁束密度を正として, 磁束密度B[T]を 図Bのように変化させた。 (1) 電流が抵抗をaからbの向きに流れるのは どの時刻か。 また, そのときの電流の強さは いくらか。 T (2) 時刻 - [s]のとき, 点bに対する点aの電 位はいくらか。 指針 AB 4t から磁束の変化を読み取る。 I= (2) t= 40 4t T 2 AB 磁束の変化 は、 = BS より S と表される。 B-t グラフの傾き 4t V 2NB S R RT 解 (1) レンツの法則より、電流が抵抗をaからbの向きに流れるときは,正の向 きの磁束密度の大きさが減少するときや、負の向きの磁束密度の大きさが増 加するときであるから,図Bより, 2T<t<3T このとき,磁束〔Wb]は, 時間 T[s] の間に -2BSだけ変化するから, -2BOS 2NBOS 誘導起電力 V[V]は, V-N4Nx T -〔V〕 4t T したがって、電流の強さI [A] は,オームの法則より, -(A) V'=-N- 40 ⊿t a R =-Nx b ①図 B[T] Bo BOS T する点aの電位は, 誘導起電力 V' 〔V〕 に等しいから, NBS T -Bo- ①図B では磁束Ø〔Wb]は時間T [s] の間に BoS だけ変化する。点bに対 O -(V) B T 2T 3T 4Tt(s) d 類題 右の図のように, xy平面上の0<x<2L の範囲には紙面に垂直に裏から表の向きに 磁束密度B[T]の一様な磁界がかけられて いる。 1辺がL [m] の正方形のコイルが, 辺abを軸と平行にして, x軸の正の向き に一定の速度v[m/s]で移動している。 辺 abがy軸を通過した時刻を t=0 として, 辺cdがx=2L の位置を通過する までの間のコイルを貫く磁束の変化とコイルに生じる起電力Vの変化をグラ フで表せ。 ただし, 起電力は図の矢印の向きを正とする。 略 a OB 2Lx 第4章 電磁誘導と電磁波 297 第4章 BE

交流の発生についてです。キの誘導電流の向きがわからないです。教えて頂けると有難いです。

(3) I はAか 297. 交流の発生 次の文中の を正しく埋めよ。 図のように, 磁束密度B[T〕 の一様な磁場の中で1回巻 きの長方形のコイル ABCD (AB=α〔m〕, BC=6〔m]) を, 磁場の方向に垂直でADとBCの中点を通る中心軸 00′ の まわりに、一定の角速度 [rad/s] でO側から見て時計回り に回転させる。コイルの抵抗はR[Ω] であり、その自己インダクタンスは無視する。 ADが図のように磁場の方向と角度wt [rad] (0<wt<号) をなす位置にきたとき、コ イルを貫く磁束はア〔Wb] である。このとき ABとCDは速さイ 〔m/s] で 等速円運動をしており,磁場に垂直な方向にはウ 〔m/s] の速さで動いているので, 磁場の方向から見たコイルの面積が増加する。 それにつれて, コイルを貫く磁束が増加 ] し,その変化率はエ [Wb/s] である。したがって、コイルには大きさオ [V] の誘導起電力が生じ,カ [A]の誘導電流 の向きに流れる。 2 A a 例題 62 B wt D C B る) J² πf

物理の質問です。リードライトの電磁気で、 (4)のFはx軸の正の向きってあるんですけど、なんで正の向きかわかりません。 電流Iって図の時計回りだから、フレミングの左手の法則で中指を金属棒に沿うと親指はx軸の負の向きになると思うんですが。(T_T)

122 第4編 電気と磁気 基本例題 76 磁場を横切る金属棒に生じる誘導起電力 真空中に金属レールが水平に置かれ,その上を金属棒がなめらかに移動でき るようになっている。 金属棒の長さは1〔m〕 で, レールの間隔に等しい。 図1 のように,xyz軸をとる。 このとき,磁束密度B [T] の磁場がx軸の正の向き に加えられている。 また, 金属棒の抵抗は R [Ω] である。 b 図2のように, 端子 a,b 間に起電力 E [V] の電池 (内部抵抗0) を接続したところ, 金属棒は動き始めた。 x軸の正の向きに速さ 〔m/s] で動いている金属棒について (1) 両端に発生する誘導起電力の大きさ V〔V〕 を求めよ。 流れる電流の大きさI 〔A〕と向きを求めよ。→ 19 (3) 加わる力の大きさ F〔N〕を求めよ。 43132&(2 MBS (4) 十分な時間が経過して金属棒の速さが一定になったときの速さv 〔m/s] を求めよ。 Ⅰ (1) おもりの速さ(一造 (1) V=vBl〔V〕 (2) キルヒホッフの法則Ⅱより E-V=RI よって I= E-vBl R 〔A〕,軸の正の向き 件の図2で電池をつかっているから Let's Try! 111 磁場を横切る導線に生じる誘導起電力 B a レール y Z 2 26 金属棒 抵抗 R x 図 a E 141. で降下する。 >>> 141 1 ○磁場 $v[m/s 指針 金属棒に生じる誘導起電力の大きさはBl〔V〕 である。 向きは、レンツの法則と右ねじの法則とから判断する。 解答 z 軸の負の向きの磁場をつくる向きに誘導起電力 (3) F=IBl= E-vBl R [BU [N] Vが発生 (レンツの法則)。 V の向きはEの向きと反対 になる (右ねじの法則)。 (4)Fはx軸の正の向きでアフレミングの左手の法則), 棒 は加速され ”の増加とともにVも増す。 VがEに 達すると, ② ③ 式より I=0, F = 0 となり, 速さは ひで一定になる。 ③ 式で, v=vo のとき F=0 より E E-vo Bl=0 よって = (m/s] BU 軸の 正の向き 図2 車の軌

電磁誘導がわからないです。 疑問①(3)で電流×eは仕事になる理由が分かりません。 ②(4)で何故少し上昇した後に落下を初めてしばらくすると一定の速さになるのか分からないです。

170 第4編・電気と磁気 a R b S₁ 291. 磁場の中での導体棒の運動図のように, 内部抵抗の 無視できる起電力Eの電池, 抵抗値Rの抵抗およびスイッチから なる回路がある。回路内のabとcd は間隔だけ離れて鉛直方 向に立てられ,それに接した長さ 質量mの導体棒Aが水平に 配置されている。Aは鉛直方向のみに, ab, cd に接しながらな めらかに動くようになっている。 また, 磁束密度Bの一様な磁場 (磁界)が回路に垂直に、紙面の裏から表の向きに加えられている。 重力加速度の大きさをg とし 回路内の導体の抵抗は無視する。 (1) Aを支えたままスイッチを S, に入れた。 その後, 支えをとると, Aは鉛直上向きへ BO E S2 鉛直 上向き d 動きだした。 速さがvのときの電流 I を求めよ。 (2) しばらくすると一定の速さになった。 この速さを求めよ。 (3) このとき,単位時間に、電池がする仕事 W, 抵抗で発生するジュール熱 Q, Aが得 る重力による位置エネルギーUを,それぞれ求めよ。 また, W, Q, U の間に成りた つ関係式を求めよ。 (4) Aが一定の速さになった後, スイッチを2に入れたところ, Aは少し上昇した後に 落下を始め, しばらくすると一定の速さになった。この速さを求めよ。 -285

電磁誘導について 1)のPQを流れる電流がどうしてI=E-V/Rで表されるのか分かりません レンツの法則でPQにはP→Qの向きに電流が流れるから、I=E+V/Rとはならないのですか？

<発展例題 78 運動する導体棒に生じる誘導起電力・ 図のように,鉛直下向きで磁束密度Bの一様な磁場 中に,起電力Eの電池をはさんだ間隔lのコの字型の 導線のレールを傾きの角で固定する。 これに電気抵 抗Rをもつ長さ 質量mの導体棒PQをのせ、手で 押さえておく。 手を静かに放すと, PQはレールに直交 IN したまま斜面を上昇した。 PQ とレールとの間の摩擦およびPQ以外の部分の電気 抵抗はなく,重力加速度の大きさをgとする。 大の比 LUPO OF (1) PQの速さがになった。このときの誘導起電力の大きさ V,PQを流れる電 流の大きさⅠ, この電流が磁場から受ける力の大きさF を求めよ。 (2) 手を放してもPQ が動かない場合の傾きの角を0とする。 tano はいくらか。 17 解答 考え方 (1) 誘導電流が閉回路を貫く下向きの磁束をつくるように、 誘導起電力が生じる。 (2) 手を放してもPQが動かないv=0 で, PQ が受ける斜面方向の力はつりあう。 (0) い (1) V= I1= |_1.44 |_ B•lu4tcos0 _Pioned =vBicoso icos 4t v=|-1.40|= GRE-VE-vlcose F=IBl=- = R 直で上R BI P 10 > [補足] A]\T (E-vBlcos0) Bl 10 B F R 25 191 21 が受ける斜面方向の力について,v=0 の場合のF (=) 50 Bに垂直 04t vat cose