高校物理「磁気」平行電流間にはたらく力A
真空中に平行に置いた導線A,Bに、I1[A],I2[A]の電流を流す。導線A,Bの間隔をr[m],真空の透磁率をμ0[Wb/(A・m)]として、次の問いに答えよ。
(1) 導線Aに流れる電流が、導線Bの位置につくる磁束密度の大きさB1を求めよ。
(2) 導線B上の長さl[m]の部分が、B1から受ける力の大きさFを求めよ。
参考図
│ │
│ │ ↑電流の向き↑
│ │
A│ │B
この記事では(2)を解説します。
共通テスト・センター過去問
電流が磁場から受ける力の大きさFは、
F=IBl
で求めることができます。
Iは電流、Bは磁束密度、lは導線の長さですね。
(1)より、B1=μ0・I1/2πrです。
Bに流れる電流はI2,導線の長さはlだから、これらを代入して、
F=I2・(μ0・I1/2πr)・l
=μ0・(I1I2/2πr)・l[N]
平行電流間に働く力の公式
F=μ・(I1I2/2πr)・l
に代入する。と考えてもOKです。
前の問題→磁束密度の大きさ
◆関連項目
磁場、磁束・磁束密度
電気・磁気まとめ
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2021年10月18日
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