軸が鉛直上向きになるように, ryz座標をとる。 空間内には、
磁場がy軸の正の方向に生じている。 一辺の長さがlの正方形の回路を,下端の辺が軸と重なるようにし
て 2-2 平面内に配置し, 静かに手を放したところ, 回路は鉛直下向きに落下していった。 以下の問に答えよ。
磁束密度の大きさがBの
部分にだけ,
(1) ある時刻において, この回路の下端がz=-L> lの位置にあり、この瞬間の速度がであった。このと
きに回路を貫く磁束の大きさと回路に生じる誘導起電力の大きさVを求めよ。
(2) この回路全体の抵抗値がRであったとすると, (1)の時刻において, 回路にはI=V/Rの誘導電流が流れ,
この電流は磁場からローレンツ力を受ける。 回路の下端および上端の導線がうけるローレンツ力の方向と
大きさをそれぞれ求めよ。
(3) さらに時間が経過すると, 回路全体が完全に<0の領域に入り込む。 すなわち, z=-L <-lとなる。
このような状態になった以降の時刻において, 回路が落下する速さをvとするとき, 回路を貫く磁束の
大きさと, 回路に生じる誘導起電力の大きさを求めよ。
(4) 回路全体が <0に入り込んだ状態での回路全体が磁場から受ける力の方向を求めよ。
B
