(2) 普通に垂直抗力の大きさを考える問題ですが、 ローレンツ力のvbl/rを考えないのは、Nsin θと釣り合っているからで Vbl/r=N sin θからも求まりますか？

導体 導体棒 537. 磁場中の導体■ 図のように、十分に長い2 本の導体レールIとⅡを間隔で平行に固定し, 水平面とのなす角が0となるように真空中に置く。 レール上端には,起電力Vの直流電源,抵抗値尺 の抵抗器, スイッチ S,, S2 で構成される回路をつ なぐ。 レールの間には, 鉛直上向きの一様な磁場 (磁束密度B) がかかっている。 質量mの導体棒 を2本のレールに対して直角にのせる。 導体棒 水平面 は,レールと直角を保ちながらなめらかに動く。 抵抗器以外の抵抗や,回路を流れる電 流がつくる磁場は無視し,重力加速度の大きさをgとする。 (1) スイッチ S2 を開き, S を閉じた状態では,導体棒は静止した。起電力Vを求めよ。 (2)導体棒が2本のレールから受ける垂直抗力の大きさを求めよ。 BA _S2 II 次に, スイッチ S を開いた直後に S2 を閉じると, 導体棒はレールに沿って下降し、 やがて一定の速さ”となった。 (3) 誘導起電力によって回路に流れる電流の大きさを, vを含んだ形で求めよ。 (4) 導体棒の速さを求めよ。 (5) 抵抗で単位時間に生じるジュール熱を, vを含まない形で求めよ。 (17. 慶應義塾大 改) 例題45

導体棒を置いた瞬間と置いてから十分に時間が経ったときでは、流れる電流は異なりますか？また、異なる場合はなぜですか？

問 4.5-6 内部抵抗の無視できる起電力 E の電池, 平行に設置 された導体レール p, q, 電気抵抗 R の抵抗を図の ようにつなげた. また, 画面奥から手前方向に一様な 磁場をかけ、その磁束密度の大きさをBとする.2つ の導体レールに垂直に交わるように, 長さ 質量 m の導体棒を静かにおいたところ, 導体棒は運動をはじ めた.導体棒と導体レールの間の摩擦は無視できるも のとして、次の問いに答えよ. 抵抗 電源 B 導体棒 -導体レールP ・導体レール q

導体棒を時速に垂直に引っ張った時の電位差はvblですが、電荷の大きさは考えないのですか？

eだと思いました。 Nが近づくのと、Sが離れるのは同じ現象だと思ったからです。 だけどcでした。 どうやら僕の考えは間違っているようです Nが近づくのと、Sが近づくのは同じコイルに近づく場合 発生する電流の向きは逆になりますか？

基本問題 527. レンツの法則 図Aのように,棒磁石を右向きに動かし てコイルの断面の中心を通過させ, そのまま右向きに移動さ せる。この間に,回路を流れる電流 I と時間tの関係を示すグ ラフは,次の(a)~(f) のどれか。 最も適切なものを選び,記号 で答えよ。 ただし,電流Iは,図Aの矢印の向きを正とする。 IN (a) I↑ (b) IN (c) 12, 20 O IA (d) A LA t 0 S 21. 電磁誘導 269 図 A (e) t N 正の向き (f) Wi 例題72

この問題で使われている考え方、導体棒をコイルの一部と考えた時に、そのコイルを貫く磁束が増えることから起電力が発生していると思うのですが 問題の方は、コイルではなくただの棒な上、その棒を貫く時速も増えていないと思うのです、棒が回転してるだけで どうしてこの考え方が応用でき... Read More

268 VI章 磁気 基本例題74 磁場中を回転する導体棒 図のように,鉛直下向きに磁束密度B[T]の一様な磁場 中で,長さ α[m]の導体棒OP を, Oを中心として水平面 内で回転させる。棒 OPの角速度は [rad/s]である。 (1) 点OとPのどちらの電位が高いか。 (2) OP間の誘導起電力の大きさはいくらか。 指針 ローレンツ力を受けて移動する電子 の向きから、電位の高低を考える。また, 微小時 間4tの間に,棒OP が描く面積を ⊿S とすると, 磁束の変化は, ⊿Φ=B×⊿S と表される。 解説 (1) 棒 OP中の電子が受けるロー レンツ力は, フレミングの左手の法則から, 0 →Pの向きである。電子はP側に集まるので, Pが低電位,0が高電位となる。 (2) 図のような回路 OPQO を考えると, 微小時 4S = na² x B [T] = wat 2π a²w4t 2 回転軸 間 ⊿t の間の、棒 OPの回転角は w⊿t なので、 面積の増加 ⊿Sは, 基本問題 528 0a〔m〕 4t P @4t [m²] 誘導起電力の大きさを Vとすると, v=|-2|=|Bas V BAS Ba'w 2 w [rad/s] 4S P' a -[V] P Q

コイルの誘導起電力についてですが、自己誘導で生じる起電力は上図のように、電池Vと同じ電位降下を起こす「抵抗」のような扱いをしていて回路内には電流が流れていますが、(だからキルヒホッフの法則より、 V=L(di/dt)と表しているのだと思います。)相互誘導のとき、二次コイルに... Read More

V P P 電流 磁場 m 巻数 N1 コイル 1 イ数 巻数 N2 コイル 2 (2) コイルの磁気エネルギー 10 で、 コンデンサーの静電エネルギーU=12cm=12/02 に投入した仕事を計算することで説明したね。 導くときに、コンデンサーを電気量が0CからQ [C] まで充電するの が投入する仕事を計算することで、コイルの磁気エネルギーの公式を 同じようにコイルの電流を0AからⅠ [A] まで増やすときに, 電源 導いてみよう。 まず、図13の回路で特殊な電 源によって, 自己インダクタンス Lのコイルに、 図14のように時刻 とともに増大する電流を強制的 に流していこう。 このとき, コイルに発生してい る誘導起電力Vは, POONTO (p.244) の式より, V = L di dt 図14のグラフの傾き I [A]増加 T〔s] で 1 =Lx3 ...1 1 2 X TXI ...(2) [ 図14の 三角形 の底辺 [ 電源 V 高さ i増加させる 図13 i 増加 T の式を これは、図13より, 電源の電 0 圧Vと等しいね。 図14 一方、このt=0からt=T〔s] ま での間に、電源が 「持ち上げた」 電気量をQとするよ。 この電気量Q は図14の.i-tグラフの下の面積と等しいので、 Q=(図14のi-tグラフの下の面積) イヤ! 電流 (1秒あたりに通過する電気量) I 傾き itグラフの 下の面積は 通過電気量Q → 時刻 第19章 コイルの性質 251

なぜ、速度と垂直な向きに力が加わるとその物体は円軌道を描くのですか？

B 磁界中の荷電粒子の運動 磁界中の荷電粒子は, ローレンツ力を受けてどのように運動をするのか (exs- を考えてみよう。 磁束密度B [T] の一様な磁界中に, 電気量 g 〔C〕 (g>0)の荷電粒子が, 磁界の向きと垂直に速さ [m/s]で入射したとする。 このとき, 荷電粒子 は運動方向に垂直な向きに大きさ quB〔N〕のローレンツ力を受ける。その ため、荷電粒子の速度は、図16のよう に向きが変化する。 また, ローレンツ力 は常に速度の向きに垂直にはたらくので, 荷電粒子に仕事をしない。 よって, 荷電 粒子の速さは変わらず, 速度の向きだけ が変化する。 すなわち, 常に速度の向き と垂直に一定の大きさの力がはたらくの で、荷電粒子の運動は,ローレンツ力が 向心力となり, 等速円運動をする。 V g+ qvB 190B BO ①図 16 磁界中の荷電粒子の運動 (g>() の場合) 5

電流の向きがわかりません。何回しても(a)の答えがy軸の正の向きになります

2 荷電粒子の運動 磁束密度B[T]の一様な [B 磁場中に,質量m[kg] の荷電粒子を入射する。 円周率をとし Xは紙面表から裏の向きを示す。 は紙面裏から表の向き, [A] 次の条件で,磁場と垂直に荷電粒子を入射す るとき (a), (b)について答えよ。 (a) 荷電粒子が受けるローレンツ力の向き (b) 荷電粒子がする等速円運動の半径と周期 ⑧ B[T] (1) 図の向きの磁場中に電 気量 q[C] の正電荷を速 さv[m/s]で入射した場 合 m.V内の上向きの XV y

どの公式を使えばいいのでしょうか また、考える時に気をつけてるべき点があれば教えて欲しいです

9. 図のように,鉛直上向きの一様な磁束密度 B [T] の磁場内に、 1 [m]の間隔で水平に置かれた 2本の導線レール ab, cd がある。 bd間をR [Ω] の抵抗でつなぎ, レール上に軽くて抵抗の無視 できる導体棒PQ を置く。 これにひもをつけて 引き,右向きに一定の速さv[m/s] で動かす。 導 体棒はレールと垂直を保ちながら, なめらかに 動くものとする。 d (1) 導体棒PQ間に流れる電流の大きさ Ⅰ〔A〕と向きを求めよ。 (2) 時間 t [s) の間に抵抗で発生するジュール熱 Q [J]を求めよ。 (3) 導体棒 PQ をひもでt[s〕間引くときの, ひもを引く力のする仕事 W [J] を求めよ。 b. AB P V QAB B

3と4番がわかりません 使う公式や考え方を教えてほしいです

8. 自由電子が移動することによって導体には 電流が流れる。 導体中の自由電子の数密度 (単位体積当たりの個数) nは,その導体を特 徴づける基本的な量の一つである。 n を求め る実験を考えよう。 図のように, 幅がw, 高さがd の長方形の 断面をもつまっすぐな導体中を大きさの電 流がy軸の正の向きに流れている。 導体の幅 と高さの方向にそれぞれx軸と軸をとる。 また、導体の両方の側面 KLMN と PQRS の間の電位差を測定できるように電圧計が接 続されている。 電子の電荷をe (e>0) とし 次の問いに答えよ。 K 電圧計 (V L I W N B P 2 S /R (1) この導体に軸正の向きに磁束密度Bの一様な磁場をかけた。このとき,自由電子 の速さをvとすると、 自由電子1個が受けるローレンツ力の大きさはいくらか。 0, B, e を用いて答えよ。 (2) 自由電子はローレンツ力により, 導体側面の一方へ集まり、 他方は少なくなる。 この結果, 両方の側面には互いに反対符号で等しい量の電荷があらわれ, 導体内部 にはx軸方向に電場が発生する。 最終的には, この電場から受ける力と磁場による ローレンツ力がつりあって自由電子は (1) と同じようにy軸に平行に運動する。この ときの電場の強さEをぃと B を用いて表せ。 (3) (2) 自由電子がy軸に平行に運動するようになったとき導体の両方の側面の間の電 位差V を測定した。 自由電子の数密度を、このV と, I, B, de を用いて求めよ。 (4) 側面 KLMN と PQRS ではどちらの電位が高いか。