Physics
มัธยมปลาย
この問題の最後の問なんですが、外力のした仕事はいずれも進行方向の反対向きだから負号をつけて答えたんですが答えは正で答えてました。どうしてですか？
スー) TE
ヽ スネ、 0 上 供給された
@ 小さ <, き3 4 の差は鋼線の内で発生するジュールにルー
⑨ 大きく, エネルキの差は人紹の 4 ま請のにAS
レミボロ ら
〔上智大]
隊?127. 〈正方形回路に生じる誘導起電力)
図1のように, 水平面上に平行で 27 [m〕) だけ離れた 2
直線』とにはさまれた領域がある。その領域に, 平 9
に垂直で紙面の裏から表に向かう磁東密度 ぢ 〔Wb/m2 の ロ
ル
ル
ー様な磁場が加えられている。導線と的抗 念〔@】 の 2 つ
C
の抵抗器をつないで, 図 1 のように1 辺の長きさがしmj の
正方形の形状をした回路を作る。 回路全体の質量を
[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。
この回路を辺 ab が直線 7 に垂直になるように平面上に置き 直線 ム に華直に石向きにaa
動させ。 2 直線 とにはさまれた領域を通過させる。 回路と平面の間の摩近と回忠の
己誘導は無視できるものとする。 以下では辺 ad が直線 。 に重なった時刻を 7三0s。 辺1
が直線7に重なっだ時刻を 7一ヵ【sJ。 辺 ad が直線 に重なっただ時刻を 7三【s], 辺h。
が直線 に重なっだ時刻を 7王な 【s〕 とする。 解答には あ ちあ を用いてはならない。血
路の速さが一定値 ? (m/s] をとる場合を考える。 1回路を流れる電流【A)
(1) る あぁ ぉを求めよ。
(2) 0き7ミヵ においで, 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。
(3) 0き7ヵ においで, 回路を流れる電流を求めよ。また,
回路を流れる電流の 0ミ7ミ。 における時間変化を図 2
に賠示せよ。 ただし, 図1でaラbつcつdつaの向き
に流れる電流を正とする。
(4) 0ミ7ミ万 においで, 回路が磁場から受ける力の大きさ
を求めよ。 また, 回路が磁場から受ける力の大きさの
0到7?ミぉ における時間変化を図 3 に図示せよ。
(5) 7三0 から 7一ね までに, 2つの抵抗副に発生したジュ
ール熱を求めよ。
(6) 7王0 から 7一6 までに, 回路を動かすために外力のし
あ人年雷を求めよ。 回2 静岡央」
(s)
4
回路が磁場から受ける
カカの大きさ 【N]
アー // ニーぞとの
9 ・ぢん 回路が磁場から及ける
寺 カカの大きさ【N
二2 W フレミングの左手の法則より」
9 進行方向と反対向き コン 凍6
な=7ミム においては, 回路に電流が流れないため。カはON Ma
7三ね においては, 0ミ7ミヵ と同様に。辺bc に の 【NJ |
の力がはたらく(向きも, 同様に進行方向と反対向き)3 OB
よって, 回路が磁場から受ける力の大きさは, 図dのようになる。 図
(5) 0全7?且ぉ の
間に発生したジュール熱 6 [J] は, 電流が流れるのが07
と ミミ7ミミ。 の, 時間 = が2 回なので
9の0 。 んこっこののの
の=72pr=(うだ).R.才<2ー はU
(6) フレミングの左手の法則より, 0ミ7且ヵ および ん7ね において回中が om
磁場から受ける力は, 進行方向と反対向きの庄向きである。 正方形 abcd が | 、、。ので. 力学的エネルギー
右向きに等速?で動くだためには, 磁場から受ける力と等しい大きさで右向き | は一定である。 Oc
る 必 さ o ポ CC 外力の した住事 【J] は が外力によってされた仁
の2 200 4 ある 0
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ニーーーーーーー
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