Question

asyu

ピンクの二重線のところがわからないです。

なぜ、電流が磁場から受ける力の作用点を回転子の中心と考えて良いのですか？

点Oの周りのモーメントを考えていて、力の作用点が回転子の中心(点O)にあるのにどうして腕の長さがa/2なのですか？

図1 のように, 紙面上に, 半径 の円形の回転子が置かれて
いる。回転子は, 円周にそった抵抗線と, 円の中心点 0 と
同周上の 1 点 P をつなぐ導線でつくられており, 点 O を中心
として紙面上で回転できる。回転子には, 点 0, Q での接点を
通しで。スイッチと電気抵抗 々(>0) の抵抗が接続されている。
紙面に垂直で裏から表の方向に磁束密度 ぢ(ぢ>0) の一様な
科場 (磁界) をかけ, 回転子を図 1 の矢印の方向に一定の角速度 o
で回転させたところ, 点PI  に一定の電位 P。 が生じた。ただし
点G の電位は0 とする。               ^
司転子はカを受けでも変形せず, 自己誘導による影響は無視
できるものとしで, 次の ①⑪~(⑬) に稚えよ。      Ne

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

ン2( 26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

]反抗

(⑫) 回転子の抵抗線の電気抵抗が無視できる場合を考える。
(@)? イッカを閉じると, 導線 OPに電流が流れる。この状態で回転子が一定の角速度 の で運動を続
るためには回転子に力を加え続ける必要がある。この力による点 0 のまわりの力のモーメント

の大きさIMIを,みちあるらるん 呈 の中から必要なものを用いて表せ。

eS             愉 20 た

ム

(② (a) EEF                                遇3

。運動状態が変化せず, 角速度が一定でやることから, 回転子に加わる カカのモーメントはつりあう。・
司転所には。 電流が磁場から受ける力と, 角速度を一定に保つために 加える外力の 2 カが加わる。つ
電流が磁場から受けるカカのモーメントを求め, それにつりあう外力のモーメントを考えよ う。

 

 

 

 

必
ボムの法則より, 導線を流れる電流 7 は, O 一> Pの向きに7ニー-テよって

 

 

 

                                                                                                      1
避転者 0P に流れる電流が磁場から受けるカカは, 時計回りの向きに       がニー7了ワー    2

aの力の作用康ほ回転考の中心にあると考えてよいので, 同じ大きさの力を反時計回りに加えるこ
giGョ考の角間鹿保つ記とができる。よっでて, この力による点 O のまわりの力のモーメントの大き
。g?

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

さ IM は   。 |プール<

 

2押

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

Crystal Clear

OPの各点には単位長さあたりF/lの力が働きます。これらの力を合成します。
合成後の力=合成前の力の和
合成後の力のモーメント=合成前の力のモーメントの和
となるように合成します。モーメントを保つように合成するには少し気を使う必要がありますが、
https://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/mech/gou/gougousei.html
を参考に考えます。OPの両端から対称的に力のペアを作って合成することを考えれば、作用点はOPの中心になることがわかります。