(２)の電流の向きがわかりません。誰か教えてください

物 400 234 第4編 電気と磁気 基本例題 90 磁場を横切る金属棒に生じる誘導起電力 図1のように、真空中に金属レー y ルが水平に置かれ、その上を金属棒 がなめらかに移動できるようになっ ている。 金属棒の長さは/〔m〕で, レールの間隔に等しい。 またレール 面と垂直に、磁束密度B [T] の磁場 が加えられている。 レールの方向を x軸, 金属棒の方向をy軸とする。 磁場の向きはz軸の正の向き (紙面 裏から表の向き)である。 また、金属棒の抵抗はR [Ω] である。 〔A〕 図2のように, 端子 a,b 間に起電力E 〔V〕 の電池(内部抵抗 0) を接続した ところ、金属棒は動き始めた。 金属棒がx軸の正の向きに速さ 〔m/s]で動い ている よってI= E-vBl R 軸の正の向き (3) F=IBl= 習 [A] z軸の負の向きの磁場をつくる 向きに誘導起電力 Vが発生 (レンツ の法則)。 Vの向きはEの向きと反 対になる (右ねじの法則)。 (1) V=vBI (V) ....... ① (2) キルヒホッフの法則Ⅱより E-V=RI E-vBl R Q 2 ...... ② 2 a (A). E÷ BI (N) b r a b 図2 指針 磁場を垂直に横切る金属棒に生じる誘導起電力の大きさはBl〔V〕 である。 向きは、レンツの法則と右ねじの法則とから判断する。 レール V (1) 金属棒の両端に発生する誘導起電力の大きさ V〔V〕 を求めよ。 (2) 金属棒に流れる電流の大きさ / [A] と向きを求めよ。 (3) 金属棒に加わる力の大きさF 〔N〕 を求めよ。 十分長い時間が経過し, 金属棒の速さは一定になった。 このとき (4) 金属棒の速さひ [m/s] を求めよ。 〔B〕 図3のように, 端子a, b間に固定抵抗 〔Ω〕 を接続し, 金属棒に外部から力 を加えて動かした。 金属棒がx軸の正の向きに速さ 〔m/s] で動いているとき 5 金属棒に流れる電流の大きさ / 〔A〕 と向きを求めよ。 金属棒 抵抗 R 図 1 a >>431.432 b PUBL R+r B 磁場 軸の 正の向き 図3 E よって ひ=- - [m/s] BU (4) 力Fはx軸の正の向きにはたらき(フ レミングの左手の法則), 棒は加速さ れ,”の増加とともにVも増す。エ がEに達すると, ② ③ 式より I=0. F = 0 となり,以後, 速さはひで一定 になる。 ③式で,ひのとき F=0 より Evo Bl=0 〔B〕 (5) 誘導起電力の向きと大きさは〔A〕 と同じなので V= BI [V] 〔A〕,y軸の負の向き

Ⅱ（3）（ウ）ですが、仕事率U=Pe/tではダメなのですか？

実戦 基礎問 86 磁場中を運動する導体棒 ⅡI される。 図のように、水平と角度0の傾角をもつ導体の 平行レールが間隔で固定されており,上端には 起電力Eの電池Eと可変抵抗器がつないである。 長さ 質量mの細い導体棒ab をレールに直角 にのせ, レールに沿って滑って移動できるように なっている。また,磁束密度Bの一様な磁場が鉛直上向きに加えられており、 重力加速度の大きさはg とする。 導体の電気抵抗や導体棒ab とレールとの 間の摩擦力は無視できるものとして、次の問いに答えよ。 fini I. 可変抵抗器の抵抗がある値のとき,導体棒 ab はレール上で静止した。 ab を流れている電流の大きさはいくらか。 II. 可変抵抗器の抵抗をある値にすると導体棒 ab はレールに沿って上昇し, しばらくすると一定の速さになった。 この等速運動について考える。 (1) 導体棒 ab に発生する誘導起電力はどの向きにいくらか。 (2) このときの可変抵抗器の抵抗値 R を求めよ。 (3) 次の物理量を求めよ。 また,これらの間に成り立つ関係式をかけ。 (ア) 電池が供給する電力 PE (イ) 抵抗で発生する単位時間あたりのジュール熱P (ウ)導体棒 ab を上昇させるための仕事率 U 力学的エネルギーの変化、 外力の仕事 → - 電 a 電池の仕事 抵抗で消費される エネルギー 物理 BP ●電磁誘導とエネルギー保存の法則 金属棒の運動による電磁 誘導では,力学的なエネルギーと電気的エネルギーが相互に変 コンデンサーコイルに 蓄えられるエネルギー E (高知大) 青眼点 力学的なエネルギー金属棒やおもりの運動、外力でチェック。 電気的エネルギー閉回路に含まれる素子(電池など

誘電起電力と電池の電流の向きって逆って聞いた気がするんですけどそんなことないんですか？

123 (1) 流れる電流 I は, オームの法則よりI=E/R であり(Lは動いていな いので単なる導線) 電磁力Fは右向き (a→b の向き)で (2)Lが動き出すことからFは最大摩擦力μMgより大きい。 EBL EBLMg R <MgR (3) 等速度だから力のつり合いより ... ... 'Mg = I. Bl キルヒホッフの法則より Evo Bl=RI Vo = Io =" 'Mg Bl EB-μ'MgR B²1² C μl R E BO F = IBI = Io ++ 動摩擦力 EBI R Vo voBl 電磁力 距離)であり,単位時間 (1s間)にはvo[m] (4) 「 重 に相 125

ふと疑問に思ったのですが写真のような回路のとき、キルヒホッフの法則からI1 =I2になることから、赤線の経路を辿るような電流は流れないと思います。 このことはイメージ的にはわかるのですが、式や数値からこの経路を辿る電流は流れないことを説明してほしいです。解説おねがいします。... Read More

B JR D ふ In 112 Tev V=rエノートⅠュTⅤ 1₁ = 12

なぜこの問題はコイルをソレノイドコイルとして磁場を求めないのですか？

基本例題 69 地磁気と円形電流のつくる磁場 - コイルの面が東西方向と垂直になるように置き, コイルの 図のように, 半径が15cmで10回巻きの円形コイルを 中心に小磁針を置いた。 コイルに 0.30Aの電流を流した 西 成分水平分力)の大きさはいくらか。tan22=0.40 とする。 ところ, 小磁針が北から 22° 傾いた。 地磁気の水平方向の 答 小磁針のN極のさす向きがその点の磁場の向きである。 地磁気の水平方向の成分の大きさを He〔A/m〕 とする。 コイルのつ 2r くる磁場の強さ He〔A/m〕は,H=Nm/7から、 5 DE TRON =10A/m Hc=10× 0.30 2×(15×10-2) +3.00.0 Helens 10 He Hc He tan22° 0.40 tan22°= より, He= の力 -= 25 A/m 25 A/m 南 地球の磁場 電流と磁場 167 He Ibland 北 地 合成磁場 22% it 22 東 He コイルのつくる磁場

写真は誘導起電力がvblと表されることについての説明なのですが、赤線部に「電子の移動は止む」と書かれていますが、電子の移動が止むということは電流が流れていないことと同じだと思うのですが、 なぜ電子(流)の流れが止むのに、誘導起電力は生じるのですか？電圧がかかっていることと電... Read More

V=vBlのルーツをさぐってみよう。導体棒をvで動かすと,中の自由電 子は P→Qの向きのローレンツ力 evB を受けて移動し(図a), Q端に集ま る。 一方, P端では電子がいなくなって + が顔を出す。 この +, - が P→Qの向きに電場Eをつくり、残りの 自由電子は evBとは逆向きの静電気力 FeEを受ける。電子の移動とともにEが 増し、やがてeE = evBとなって力がつ り合うと,電子の移動は止む(とは言え, アッという間のできごと)。E=vBが電 場の最終値だ。 PQ間の電位差はV=El=vBl で P が高電位側なので図cのような電池に なっている。 図 a 図b 図 C ローレンツ力と要場の2つの力を 受ける P P 高電位 BA eE V evB evB Q 低電位 電流が流れる 電磁力 F=IBU 磁場中で 荷電粒子が動くローレンツカ f=qvB 誘導起電力 V=vBl (いずれも垂直成分が命) 金属棒が動く ちょっと一言 ローレンツ力が電磁力と誘導起電力の原因になっているという認 識も大切。 磁気ではいろいろな量の向きの決め方が登場したが,電流がつくる 磁場は右ねじで,電磁力, ローレンツ力は1つの方法 (たとえば左手) すいしょう で扱える。 誘導起電力は右ねじが推奨法。

3番の光路長の部分が分かりません。なぜna+s1o-aになるのですか？

Od 応用問題 196 ヤングの実験 図1のよう な装置で, レーザー光線を光源として 用いる。 S, S2 はスリットで, その後 ろにスクリーン ABが置いてある。 スリット S と S2 の間隔をd〔m〕 ス リット板からスクリーン ABまでの 図 1 図2 距離をl[m〕 とし, lはdに比べて十分大きいとする。 また, 用いたレーザー光線の空気 中での波長を入〔m〕 とし、空気の屈折率を1.0 とする。 (1)スクリーン上の原点Oからその上の距離 x 〔m〕 の点をPとしたとき, スリットから 点Pまでの経路 SP と SP の光路差を求めよ。 lはxに比べても十分大きいとする。 (2) スクリーン AB 上に現れる干渉縞の間隔を求めよ。 じま 次に図2のように,スリット S」 のスクリーン側の面を,厚さα〔m〕,屈折率nの透明 な薄膜でおおったところ、干渉縞の中央明帯の位置がずれた。 A S2 O x IB (3) 薄膜でおおったときの中央明帯の位置のずれはどちら向きにどれほどか。 (4) 光の波長 入=4.0×10^7m, 薄膜の屈折率 n=1.2 のとき (3)の位置のずれは干渉縞 の間隔の2倍であった。このときの薄膜の厚さα〔m〕を求めよ。 [山口大改〕 190 2つに分け 定された鏡Aで反射して同 Hを透過してHから距離 する。一方,Sを出て Bで反射して同じ経路 干渉する。 初めのH る。 Hの厚さは無 (1) B を少しずつ、 たとき、最大 し、初めの (2) B を初め 光の強 (3) 次に, 等しく 250 F +6 ヒント

なぜS≧0のとき糸がたるまないのですか？

iB 167 鉛直面内の円運動 長さの軽い糸の一端に質量mの小球 をつけ, 他端を点Oに固定する。 小球が最下点Aにあるとき, 小球に 水平方向の初速度を与えたら、小球は鉛直面内で運動し, 最高点Bを 糸がたるむことなく通過した。 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 最高点Bを通過する速さの最小値を求めよ。 (2) 小球に与える速さの最小値 uo を求めよ。 (3) この糸のかわりに同じ長さの軽く硬い棒とした場合, 最高点Bを通過するには, 小球 に与える速さはいくらより大きくすればよいか。 例題 36171

張力TってMg-mgじゃないんですか？

基本例題 15 2物体の運動 定滑車に糸をかけ、その両端に質量Mとmの物体A, B をつる す。Bは地上にAは高さんの所にある。糸や滑車の質量を無視 M 重力加速度の大きさをg とする。 物体Aを静かには して降下させるとき,次の各量を求めよ。 (1) Aの加速度の大きさα (2) A をつるしている糸1の張力の大きさ T (3) 滑車をつるしている糸2の張力の大きさS (4) Aが地面に達するまでの時間 t と, そのときのAの速さv v=at よりv= = = 77 解説動画 2Mm M+m 脂酬 A,Bは1本の糸でつながれているので,加速度の大きさαも糸の張力も等しい。 体ごとに,はたらく力の合力を求め、進行方向を正としてそれぞれ運動方程式を立てる。 解答 (1), (2) A, B にはたらく力は右図となるので, 運動方程式は A: Ma=Mg-T B: ma=T-mg M-m これより, a, T を求めると α=. g T= g M+m (3)滑車には張力Sと2つの張力 Tがはたらいて, つりあうので S=2T=- 4Mm M+mg (4) Aが地面に達するまでに, A はん進む｡ h = 1/1/2012よりにv 2h 2(M+m)h a (M-m)g M-m /2(M+m)h M+m√ (M-m) g 2(M-m)gh M+m 糸2 \M ing h B TA |糸 1 T1 Mg m 'S - T ← IB Img

糸1の張力Tってmgと等しくないですか？？ 違う理由教えてください！！！

基本術題 15 2物体の運動 定滑車に糸をかけ、その両端に質量Mとmの物体 A, B をつる す。Bは地上にAは高さんの所にある。 糸や滑車の質量を無視 M>、重力加速度の大きさをgとする。 物体Aを静かには 交降下させるとき,次の各量を求めよ。 (1) A の加速度の大きさα (2) Aをつるしている糸1の張力の大きさ T (3) 滑車をつるしている糸2の張力の大きさ S (4) Aが地面に達するまでの時間 t と, そのときのAの速さ (4) Aが地面に達するまでに, Aはん進む。 n=1/12a1² よりに1 2h 2(M+m)h (M-m)g a v=at より v= = M-m 2(M+m)h M+m (M-m)g 9₁ = 77 解説動画 2Mm M+mg 脂酬 A,Bは1本の糸でつながれているので,加速度の大きさも糸の張力も等しい。 各 体ごとに、はたらく力の合力を求め、進行方向を正としてそれぞれ運動方程式を立てる。 解答 (1), (2) A,Bにはたらく力は右図となるので, 運動方程式は A : Ma=Mg-T B: ma=T-mg M-m これより, α, T を求めると α= M+m -9 T= (3)滑車には張力Sと2つの張力 Tがはたらいて, つりあうので 4Mm S=2T= M+m9 2(M-m)gh M+m M h B 2 | 糸 1 TA Mg m T AT S IA IB Img