試問題研究■
次の文の
必要なら同一番号を繰り返し用いてよい。
] の中に入れるべき正しい答を,それぞれの解答群の中から選べ。
(ア
E
2
1
S
R
2R
L
(1)空気中に,単位長さあたりの巻き数nで円筒状(断面積S,長さり)に導線を巻いた
ソレノイドコイルがある。1は十分長くて内部の磁場は一様とみなしてよい。μを突
気の透磁率、流れる電流をIとすると,内部の磁束密度は(ア)で与えられる。
このとき、1巻きのコイルを貫く磁束は(イ)で,ソレノイド全長でのコイルの
巻き数は(ウ) だから,ソレノイド両端に生じる誘導起電力から、このソレノ
ドの自己インダクタンスLは(エ)で与えられる。
(2) 図のような抵抗値Rの抵抗1と抵抗値2Rの抵抗2, 自己インダクタンスLのコ
イル、起電力Eの直流電源よりなる回路がある。 電源の内部抵抗, 回路のコイル以
外のインダクタンス, コイルと導線の抵抗は無視してよい。 最初スイッチSは開い
ていて、次の1)から3) の操作を順番に行った。 電流は図の矢印の向きに流れる場合
を正として符号も正しく答えよ。このとき,以下に注意せよ。 コイルに電流が流れ
ると電流に比例した磁束がコイルを貫き、磁束の変化を妨げる向きに誘導起電力が
生じる。これにより, コイルにはスイッチの開閉直後に直前の磁束の値を保つはた
らきがある。
1) 時刻t=0にスイッチSを閉じた。 その直後に抵抗1を流れる電流は (オ)
で,コイルを流れる電流は(カ)であった。
2) スイッチを閉じてから十分に時間が経過すると系は定常状態となり、抵抗1 を
流れる電流は(キ)で,コイルを流れる電流は(ク)となった。
3)ここで,時刻t=Tにスイッチを開いた。 その直後に抵抗2を流れる電流
は(ケ)であった。
以上の実験で,抵抗2での電圧降下の時間変化を正しく表しているのは(コ)
である。図の抵抗2の矢印の向きに電流が流れているときの電圧降下を正とする。
