✨ 最佳解答 ✨
ひとまわりの回路が存在しない場合、
たとえばレールを導線からプラスチックに変えた場合でも、
磁場の中を動く導体棒は電池のような電位差が生じます。
導体棒が右向きに動くとき、導体棒内の電子も右向きに動いています。
磁場中を横切って運動する電荷は、磁場からローレンツ力を受けます。
ローレンツ力の向きは「フレミング左手の法則」で考えられます。
中指(x軸)を電流、人差し指(y軸)を磁場の向きに合わせたとき親指の向く方向がローレンツ力の向きです。
「電子の動く向きと電流が流れる向きは逆」であることに注意して、
中指を左、人差し指を上に向けると親指はP→Qの方を向きます。
ローレンツ力を受けた電子はQ側に集まり、P側が+に帯電、Q側が-に帯電します。
これが導体棒の「電池」になった状態です。
(正確にはP側が+、Q側が-に帯電することで、導体棒の内部にはP→Qの方向に電場が生じています)
この時点でP側が電池の+極、Q側が電池の-極になっていて、これを導線のレールにのせた場合は回路内を時計回りに誘導電流が流れます。
言葉足らずで申し訳ないです、、、
先ほどの問題では
導体棒のP側が+極になって、
「誘導電流の流れる向き」がQ→Pと分かりました。
しかし、そもそもこの回路には起電力Eの電池が繋がれており、その向きはP→Qの方向です。
導体棒が動いていなければ、P→Qの向きに
E/R
の電流が流れますが、導体棒が動く場合は逆向きに流れる誘導電流を合わせて、P→Pの向きに
E/R-vBl/R
=(E-vBl)/R
の電流が流れることになります。
いえいえ 誤解を解いてくれた神様です
結局電池の方が強いという訳ですね
ありがとうございます┏○
納得できました
イメージとして
「電池をつないで電流を流す→電流がF=IBlの力を受ける→導体棒が動き出した」
「外力を加えて導体棒を動かす→誘導起電力vBlが生じる→回路に電流が流れた」
という現象がそれぞれ起きています。
1つ目の問題では、はじめF=IBlの力を受けて導体棒が加速しはじめますが、導体棒が動くことで逆起電力vBlが発生しました。
導体棒が加速するほどvBlも大きくなっていき、最終的にE-vBl=0となって等速度運動になります。
2つ目の問題では、外力を加えて等速で導体棒を動かすので、V=vBlは一定のまま回路にも一定の電流が流れ続けます。
電磁気は慣れるまでが難しいですが、得意になれば周りと差がついて大きな得点源になるので頑張ってください！
ありがとうございます
同様に考えるとこの問題もQに電子が集まってP→Qの電場が出来てP→Qに電流流れそうですが、答えはQ→Pです レンツの法則使えば納得できるのですが矛盾が生じてしまいます…混乱してきました