Mathematics
มัธยมปลาย
เคลียร์แล้ว

電流の向き教えてください。
誘導起電力があるとことは電流は流れますよね?
でも回路になってないように気がするんですが。。

剛46| 図のように, 磁東密度が 3.5x10~?T の一様な磁場 3.5X10?T 内を, 長さ 8.0X10 3m の導線 PQ が磁場に垂直に ッず 30m/s の速さで動いている。 人 (1) PQ 間の誘導起電力の大きさは何 V か。 | 8 (2) 負の電荷が現れるのは, P, Q 端のどちらか。 第4章 電磁誘導と電磁波 | 197

คำตอบ

✨ คำตอบที่ดีที่สุด ✨

電圧がかかっても、電流が流れないことはありますよ

例えば
電池は日本では1.5[V]のものが多いですが、
導線を繋げなければ電流は流れません。

この問題が電流のことを聞いて無いのは、
この条件では電流が流れないからです。

manaca

外から失礼します。今、電流が流れていないというのなら、どうやって(2)を解くおつもりでしょうか?

えだまめ🫛

ローレンツ力ですよ
𝑭 = q𝑬 + q𝒗×𝑩 によって求めます

manaca

質問者さんにも申し上げましたが、ローレンツ力は電流が流れていないとはたらきませんよ?

えだまめ🫛

ローレンツ力の式 𝑭 = q𝑬 + q𝒗×𝑩
の第2項は電流とは関係がありません

ゆえに
電流がはたらかない場合でも
ローレンツ力ははたらきます

manaca

ローレンツ力は一般に、電気を帯びた粒子が磁場の中を運動すると受ける力のことです。今の場合は運動している電子が受ける力で、電子が運動しているということは電流が流れているはずです。

えだまめ🫛

では、あなたは
「電池を投げたら、電流が流れる」
と主張するつもりですか?

「帯電した金属棒が、空間を移動したら電流が流れた」
と表現するのですか?

やはり、電子の運動 と 電流 を直結させるのは無理があります

問題文では、
導線PQが3.0[m/s]で動いていますが
これを 電流 とは呼べません

しかし
導線内の自由電子は3.0[m/s]で
導線と共に移動しています

この運動に外部磁場が合わさって
ローレンツ力式の第2項が成立します

manaca

少し言葉が抜けていますが、「帯電した金属棒が、
“磁場の中で”空間を移動したら電流が流れた」とは表記できると思いますよ。これはフレミング左手の法則から言えると思います。電池が帯電した金属棒なのかは知識不足でわからないので答えを控えさせていただきますね。

manaca

あと、PQが動いているのはローレンツ力がはたらいているからで、その向きは磁場と電流の向き(フレミング左手の法則)によって決まるので、電流は流れているはずです。

えだまめ🫛

この問題は
前提条件として
①外部磁場をかける
②導線PQを動かす
この2つをローレンツ力の発動条件としています

問題文には
あらかじめ「電流を流している」わけではないので
manacaさんの
「外部磁場だけでPQが動いた」という主張は
間違いです

問題文には、電流を流したor流れた という記述は
どこにもありません
当然です、電流は流れていなくても
ローレンツ力ははたらきますから

そして
ローレンツ力は電荷の運動を記述するものなので
「PQが動いているのは
 ローレンツ力がはたらいているから」
という、manacaさんの主張はおかしいですね
導線が力を受けるわけではありません

外部磁場があり、導線PQが動いているから
導線内部の自由電子がローレンツ力を受けて
導線内部で電子が分布します

あと
ローレンツ力 𝑭 = q𝑬 + q𝒗×𝑩
この式の 𝒗は電流の向き という解釈ですか?

manaca

返信が遅くなって申し訳ありません。自分の認識が誤っていました。ローレンツ力は電流が流れていなくてもはたらくんですね。丁寧に説明していただきありがとうございました。とても勉強になりました!

แสดงความคิดเห็น

คำตอบ

回路になっていなくても、フレミング左手の法則から電流の向きを求めることができます。

manaca

今、磁場が下向き、力が速度の方向なので電流はQ→Pの向きに流れます。

これがコイルとかになったらその向きに流れるけど今は回路になっていないから電流は流れていないってことですね!

manaca

あれ?これって電流流れてないんですか?自分の理解不足だったらすみません。

他の方は流れていないとおっしゃってます!

manaca

いや、やっぱり流れているはずですよ。フレミングからもそうですし、第一、電流が流れていないと(2)が成り立ちません。

(2)はローレンツ力から成り立っているのでは?

manaca

電流が流れていないとローレンツ力ははたらきませんよ。

manaca

やはり自分の理解不足でした。混乱させるような発言をしてしまい、申し訳ありませんでした。

แสดงความคิดเห็น
ข้อสงสัยของคุณเคลียร์แล้วหรือยัง?

เมื่อดูคำถามนี้แล้ว
ก็จะเจอคำถามเหล่านี้ด้วย😉