Question

ゲスト

高校物理の電磁誘導のところなんですが、この画像の赤丸で囲まれている電流の流れがなぜこの向きになるのかわかりません。レンツの法則を利用するのはわかるのですが、詳しく教えて貰いたいです！

回磁場中を動く導体に生じる誘導起電力 一
電磁誘導の法則による考え方 磁束密度お(TJの
一様な磁場中で 長き7[m)の導体を平和導線の
上に垂直に渡し, 磁場に垂直な方向に速き p(m/s)
で移動きせる。図において, 回路PQRS の面積 ”      『
は 4[s〕の間に 2S(m?)変化する。磁東の変化 の は, の=4S=p/o47 …④

6                    _ 4e に    8    PQ は起電力 =og/
誘起電力の大きさV(VJは。請ににg( の ra

物理 電磁誘導 レンツの法則 高校物理

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

Jin

導体棒が右向きに動くと、閉回路PQRSを貫く磁束は上向きに増加します。
レンツの法則より、これを妨げる方向に逆起電力が生じます。
下向きに磁束を作る方向に誘導電流が流れますが、これは右ネジの法則で親指を下へ向けることで電流の方向がわかります！

ゲスト

もう少し詳しく聞きたいのですが、導体が右に動いた時に、磁束が上向きに増加するのはなぜですか？？

Jin

Φ=BS：磁束=磁束密度×面積
を考えます。

今、回路PQRSを一回りのコイルのように見立てます。
導体棒が右向き速度vで動くので、このコイルは1秒間でlvだけ面積が増加していることになります。
⊿t秒の間で考えると、⊿S=lv⊿tです。

ゲスト

最後までお答えいただきありがとうございます！
理解できました！(*´∇｀*)

Jin

ちなみに、導体棒内の電子にはたらくローレンツ力を使って考えることもできます。
導体棒が右に動くとき、その中の電子も一緒になって右向きに動いていることになります。
磁場中を運動する電荷は磁場からローレンツ力を受けますが、この力の向きはフレミング左手の法則から分かります。
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(z軸)の向きにローレンツ力を受けます。
「電子の動く向きと電流は逆向き」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、電子はP→Qの向きにローレンツ力を受けて導体棒内を移動します。

その結果、導体棒はQ側が負、P側が正に帯電していることが分かりました。
これはP側が電池の(+)極であると考えることができます。