問1(2)右側の金属棒は閉回路ではなく、単位時間あたりに通過する磁束の変化は無いのに、なぜ誘導起電力が生じるのですか？(図参照) 解答はBa²ω/2です。(1)で磁束を求めたんだからそりゃそれ使うだろって思うんですけど、でも理論で納得がいかないです。 問3(1)模範解答に... Read More

Ⅱ 図のように,下向きの磁束密度の大きさがB の一様磁場を考える。この磁場中 に、半径αの円形レール二つを十分離して, 磁場に対し垂直に固定する。 それ ぞれの円形レールの上に, 図のように金属棒をのせる。 金属棒は円形レールと A, A' で接しており,円形レールの中心 0, 0′ の回りを, 自由に回転できるもの とする。 ここで, 円形レールと金属棒の摩擦は無視する。 電線を使い, 図のような 電気回路を作る。 Sはスイッチ, rとRは抵抗値がとRの電気抵抗を意味する。 また,電気抵抗R の両端をC, Dと呼ぶことにする。 右側の金属棒に外力を加え続け, 図で示される方向に一定の角速度で、常に 回し続けるものとする。 円形レール, 金属棒, 電線の電気抵抗は無視するものとし て以下の問いに答えよ。 問1 はじめに,スイッチSを開いておく。 (1)時間 At に右側の金属棒は角度 At だけ回転する。 この金属棒が時間 At に切る磁束を求めよ。 (2) OA間に発生する誘導起電力の大きさを求めよ。 (3)抵抗Rに流れる電流の大きさを求めよ。 また, その方向は 「C→D」, 「D→C」のいずれであるか答えよ。 問2 次に,左側の金属棒を動かないように固定し, スイッチSを閉じる。 (1) O'A'間を流れる電流の大きさを求めよ。 また, その方向は 「O'→A'」, 「A' →O′ 」 のいずれであるか答えよ。 (2) O'A'間に発生する金属棒を回そうとする力の方向は, 右側の金属棒の回 転と 「同方向」, 「逆方向」 のいずれであるか答えよ。 問3 次に,左側の金属棒を自由にしたところ,一定の角速度ω' で回転するよう になった。 (1) O'A′間を流れる電流の大きさを求めよ。 (2) O'A'間に発生する誘導起電力の大きさを, w', a, B を用いて表せ。 ま たこの起電力によって作られた電位は, 0′, A' のどちらが高いか答え よ。 (3) ω' wr, Rを用いて表せ。 3 ◇M4(217-31)

電磁誘導 （１）なぜAからBじゃないんですか？

大 129* 金属棒を間隔L [m] で平行に並べて レールをつくり、水平面に対して傾斜角0 で設置した。レールの下端 a, b は抵抗値 R[Ω]の抵抗でつないである。 一様な磁束 密度 B〔T]の磁場を鉛直下向きにかけた状 態で,質量 m〔kg〕 の金属棒をレールの上 a B. 1 L R b 水平面 に水平に静かに置いた。 棒とレールとの摩擦と電気抵抗とは無視でき, 棒はレールに対して常に直交しているものとする。 重力加速度をg 〔m/s2] とする。 棒が滑り下りるとき,抵抗に流れる電流の向きは,図中の a→b と b→a のどちらか。 (2)棒が速さu [m/s]で動いているとき,抵抗に流れる電流の大きさを 求めよ。 (3) 十分に時間が経過した後の棒の速さを求めよ。 このとき,棒はレー (3) ル上にあるものとする。 (4) (3)の状態のとき,抵抗で単位時間あたり発生する熱エネルギーQ と重力が棒にする仕事率Pとの比を求めよ。 (熊木)

物理　磁界 解説（4）の磁場が勝ると書いてありますが、必ず成り立つのですか？この124の問題のときだけ成り立つものですか？

124 十分に長い導線 XY と導線 MN が平行に固定さ れている。その間に1辺の長さαの正方形のコイ ル ABCD を置く。 辺 AD は XY に平行で, AD と XYの距離は6, BC と MN の距離はcであり,周 囲の透磁率をμとする。 Y A コイル B ( D まず,導線 XY に強さの電流をXからYの向 と きに流した。 辺 AD上での磁場の強さは(1) なる。 次にこの位置の磁場の強さを0とするために, 導線 MN に強さ I の電流を (2)の向きに流す。 IはLの である。 また, 辺BC上での磁場の強さは (4) ac X M (3) 倍 × I となる。

（3）です。 解説に コイルの下から棒磁石のS極を近づけるということは、コイルの中の下向きの磁界が強くなるということである。 とありますがどういうことですか？

3 電磁誘導 2 10 11 E 図のように、 a、b、 cの順に棒磁石を動かす a 近づける 棒磁石 と、 検流計の針は図のよ うになった。 コイル □ (1) ac では電流が流 + れた。このとき流れた 検流計 電流を何というか。 b S <8点×3> 遠ざける @S 0 動かさない where □(2)次の文の( )にあてはまる語を書きなさい。 bで電流が流れていないのは、コイルの中の ( していないからである。 が変化 (3)図と同じ回路で、 コイルの下から棒磁石のS極を近づけると きの検流計の針のようすを、 次のア~ウから1つ選びなさい。 ア +側に振れる。 イー側に振れる。 ウ振れない。 68

物理 （5）についてです。 なぜAD上の磁場は0だと言えるのか教えて欲しいです。

124 十分に長い導線 XY と導線 MN が平行に固定さ れている。 その間に1辺の長さαの正方形のコイ ル ABCD を置く。 辺AD は XYに平行で,AD と XYの距離はb, BC と MN の距離はcであり,周 囲の透磁率をμ とする。 A コイル B D ○ まず, 導線 XY に強さの電流をXからY の向 きに流した。辺 AD上での磁場の強さは(1)と なる。 次にこの位置の磁場の強さを0とするために, 導線 MN に強さの電流を 2 の向きに流す。 IはLの X M Iはの(3)倍 である。また,辺BC上での磁場の強さは 4 × I, となる。

(1)の問題についての質問で、二枚目の写真のPoint&Hintの緑の下線のところについてなのですが、このようにしてもよいのはI倍のIが同じだからという理由で合ってますか？？

図1のように, 交流電源に抵抗RとコイルLをつなぎ、 端子 a, b, cをつける。図2はオシロスコープの略図で,陰極から出た電子は陽 極の小穴を通過するまでに加速され,端子をつけた同形の極板 X, X' と Y, Y'の間を通り, 蛍光面に当たって輝点を生じる。 蛍光面上に 座標軸 x, y を各組の極板に対して垂直にとる。 YとY'を接地し, Xをa に, X'をbにつなぐと, x軸上の直線部 分-a≦x≦a が光る。 また,X をa に, X' を c につなぐと, -2a≦x≦2a が光る。 電子は速いので,蛍光面で電子が光る点の座 標は極板間電圧に比例するとしてよい (比例定数はxy共に共通)。 次の(1)~(3)の場合について,蛍光面上のどの部分が光るかを答えよ。 (1) Y と Y'を接地し, X を b に, X'をc につなぐ。 以下では,Xをa に, X'と Y を b に, Y'を c につなぐ。

大問3の（3）の問題で、模範回答は「ガラス棒には電流が流れないので、位置は変わらない。」なのですが、「ガラス棒は電気を通さずまた、磁界の影響を受けないため、位置に変化はない。」という答えは正しいですか？

3 図1のように、導線をつないだアルミニウム棒PQをU字形 図1 磁石の磁界の中に水平につり下げ,電圧を加えて電流を矢印 -電源装置 の向きに流したところ, アルミニウム棒が (P側から見て) 図 2の位置で静止した。 [8点×3] 〈鹿児島・改〉 木の棒 電流の向き (1)この実験について述べた次の文の( 下左右のどれか。 導線 に入るのは,上・ [N極 -U字形磁石 QA × ①① ② アルミニウム棒S極 図2において, 磁石によるアルミニウム棒近くの磁界の向きは 図2 ( ① )向きである。 この磁界によって, アルミニウム棒に流れる 電流に(②)向きの力がはたらくことが分かる。 導線 IN (2) 図1のU字形磁石の上下を逆転 (N極を下, S極を上に)し,さらにアルミニウム棒 電流の向きを逆にして実験すると, アルミニウム棒に流れる電流に S どんな向きの力がはたらくか。 上・下・左右のいずれかで答えなさい。 ( (3) 図1のアルミニウム棒をガラス棒にとりかえ, はじめの実験と同じ電圧を加えるとカ ラス棒の位置は,電圧を加える前と比べてどうなるか。 理由をつけて答えなさい。

1番左の写真の問題ではコイルには抵抗があるとしているのですが、右側の写真の問題ではコイルに抵抗がないとみなして計算していました。コイルに抵抗があるかないかは、問題によって違うという認識でよろしいのでしょうか？(真ん中の写真は1番左の写真の(1)の解答になっています)

42 電磁誘導 図1のように, 絶縁被覆した銅線を一様に巻いた長さ21のソレフィ ドコイルがある。両端AとCとの間に直流電圧 V を加えたら電流I。 が流れ,コイルの中心P点に強さの磁場が生じた。コイル以外の 導線の抵抗は無視する。 I 次の場合,電源から流れる電流はLの何倍になるか。 また,P点 の磁場の強さはH。 の何倍になるか。 (1)電圧 V の電源の正の端子をBに接続し、 負の端子をAとCに 接続する。 b (2) B点を中心としてこのコイルを2倍の長さ(41) になるまで一様 に引き伸ばして固定し, 両端AとCとの間に電圧Voを加える。 XX コイルを元の長さ(21) に戻し, 電圧 V の電源の正の端子をA に接続し、負の端子をBとCに接続する。

（2）が解説を読んでも理解できません。答えは（あ）がウ、（い）がアです。なぜそうなるのか教えてください

ア aとb ①⑦ atc ⑦ ad エ bとc (2)次の cとd 内は,ある生徒がこの実験から発電機に興味をもち, 調べたことをまとめたものである。文中の オ bd |(1) (あ), (い)にあてはまることばとして最も適切なものを,それぞれ選べ。 電磁誘導を利用して電流を発生させるため の装置を発電機という。 図2は発電機のしく みを模式的に表したものであり、 ①→②→③ →④①→…のように磁石を時計回りに一定 の速さで回転させているようすを表している。 図2 ① ② 電流 電熱線 磁石 コイルA ③3 この磁石の回転により, コイル内部の磁界が変化し続け, 発電機につないだ電熱線に電流を流すことができる。 図2から, 磁石が①の位置にあるとき, 磁石がコイルAの内部につくる(あ)しているために, 電熱線に は矢印のように左向きの電流が流れていることがわかる。 同様にして、磁石が ② ③ ④ の位置にあるとき 電熱線に流れている電流の向きはそれぞれ(い)であることがわかる。 (あ)の選択肢 (い)の選択肢 ア右向きの磁界の強さが増加 ⑦ 左向きの磁界の強さが増加 ア 右向き,右向き,左向き ウ左向き, 右向き, 右向き イ 右向きの磁界の強さが減少 エ 左向きの磁界の強さが減少 イ 右向き,左向き, 右向き エ 左向き,左向き,左向き (2) (あ) (い) ウ 93

1番の問題がなぜどちらもBの電位が高くなるのか分かりません…早急にお願いします🙇‍♀️

234 第4編■電気と磁気 基礎 CHECK 1 右の図1 (S極をコイルに近づける). 図 2 N極からコイルを遠ざける) のそれ ぞれの場合, 端子A, B の電位は, どち らが高くなるか。 図のように AMA B S m 図 1 リード B lll N 図2