Question

ちか

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4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。
大o
時刻t=0に導体棒aにのみ,右向きの初速度 voを与えた。
B
B
ら対料
金属レール
P
Q
d
V0
金属レールC
b
a
図 2

16
正解は3
問5
導体棒bが動き始めると, 導体棒bにも誘
導起電力が生じるが,その大きさは導体棒
aに生じる誘導起電力の大きさ voBd より
小さいので,導体棒』には図のPの向きに
電流iが流れ,導体棒aが磁場から受ける
カfは左向きである。レールと2本の導体棒でできた閉回路には同じ大きさの事
が流れるので,導体棒bにはaと同じ大きさの電流iが図のTの向きに流れ 進は
棒bが磁場から受ける力fは同じ大きさで右向きである。すなわち, 導体棒。とト
で同じ大きさの電流が反対向きに流れるので,それぞれが磁場から受ける力の大き
さは等しく,向きは反対である。
AB
BA
B 4B
S/ T ||fP
Vo
a
ズ で下
オ*イートホ童の
の る 団の

2021年度:物理/本試験(第 日程)
のうちから一つ選べ。
率 の
16 | サち山
好 のds
0 力の大きさは等しく、向きは同じである。
9
このとき、 の
の 力の大きさは異なり, 向きは同じである。
カの大きさは等しく、向きは反対である。着事0 気
力の大きさは異なり, 向きは反対である。

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

あじのすけ

誘導起電力の大きさは速さに比例しますね。

いま、aはv0で動いていて、bは止まった状態からスタートさせます。
aには誘導起電力が生じるので、電流が即時に流れ、スタートと同時にbも動き出します。
このとき、より速く動いているのはaですね。(aは初速v0を持っていたのに対してbは初速0)
よって、誘導起電力はaの方が大きく、bの方が小さくなるわけです。

この後の動きがどうなるかを詳しく調べると写真のようになります。全体的に高難度なので余裕があれば見てください。⭐︎の微分方程式が特に難しいので、もし知りたければ追加質問をお願いします。