Physics
高中

(2)の右ねじの法則の考え方がわからないです。教えて頂きたいです。よろしくお願いします。

120.〈直線電流と円形電流がつくる磁場〉 図1に示すように、互いに直交するx軸, y 軸, z軸をとる。 z軸に平行で無限に長い導線 1と導線2を考える。導線1は原点O(0, 0, 0)を通り, 導線2は点Q(2d, 0, 0) を通る。 導 線1には直線電流Iがz軸の正の向きに、導線2には直線電流Iがz軸の負の向きに流れ ている。ただし,電流の大きさは L<I とする。 導線の周囲の物質の透磁率をμとして, 次の問いに答えよ。 向きについての解答は, 「z軸の正の向き」のように、軸の名称と正負で 答えよ。 (1) 導線1の長さの部分が導線2のつくる磁場から受ける力の大きさFを, I, Iz, μ, d, を用いて表せ。 またその向きを答えよ。 (2)P(d, 0, 0) での磁場の強さを, I, I2, μ, dの中から必要なものを用いて表せ。 ま たその向きを答えよ。 次に図2に示すように, 点R (4d, 0, 0) を中心に半径dの円形コイルを xz 平面内に置き, dos それに電流を流す。 (3)点Rでの磁場の強さが0になったとする。 このときの円形コイルに流れる電流の大きさ Iを, I と Iを用いて表せ。 また, 点S(5d, 0, 0)での電流Iの流れる向きを答えよ。 導線1 導線2 導線1 導線2 11 12 I PQ I2 Q R S 2d 4d 5dx d 2d x 図2
ヒント TZU (2),(3)磁場はベクトル量なので、磁場の合成はベクトル和となる。 (1)導線2が導線1の位置につくる磁場H21 は, 右ねじの法則より向きはy軸 の正の向きで,強さH21 は, 直線電流がつくる磁場の式 「H= 」より 2лr H21= == 12 12 2л.2d And は, 「B=μH」 と電流が磁場から受ける力の式 「F=IBL」より 導線1の長さの部分に流れる電流が磁場H21 から受ける力の大きさF H21 F Iz F=I・μHa・l=IvAnd And • I₁ 向きは,フレミングの左手の法則より、x軸の負の向き (図a) (2) 導線1,2の電流が点P(d, 0, 0) につくる磁場HP, HzP は, 右ねじの法則 よりともにy軸の正の向きである。 それぞれの強さH1P, H2P は, I2 I₁ 「H= = より Hip=2nd' H2P 2nd 2лr 求める磁場の強さHは, HeとH2P のベクトル和 (同じ向きなので,大きさ の和)であるので h₁ 12 I₁+12 H=H1P+H2P= + 向きは,軸の正の向き 2nd 2nd 2nd a

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