高校物理「電気」平行レール上を移動する導体棒�A

高校物理「電気」平行レール上を移動する導体棒�A

◆問題
参考図のように、電気抵抗値がＲの抵抗(Ｒ□)、電気抵抗が無視できる導体(細い罫線)、長さｌ，抵抗ｒの導体棒ＣＤ(太い罫線)を用いて、長方形の回路ＣＤＥＦを作成した。このＣＤＥＦを鉛直上向きに貫く磁束密度Ｂの一様な磁場があるとして、次の問いに答えよ。

(1) 導体棒を右向きに一定の速さｖで運動させたとき、回路ＣＤＥＦに生じる誘導起電力の大きさはいくらか。

(2) (1)の条件のとき、回路ＣＤＥＦに流れる誘導電流の大きさはいくらか。


参考図

　　　　　Ｃ
Ｆ┌──────
　│　　　┃
Ｒ□　　　┃　　Ｂ↑
　│　　　┃
Ｅ└──────
　　　　　Ｄ

◆解説

(1)で、生じる誘導起電力の大きさはｖＢｌであることがわかりました。
導体棒ＣＤの抵抗値はｒ，抵抗器の抵抗値はＲです。

直列回路なので、流れる電流をＩとすると、導体棒ＣＤにも、抵抗Ｒにも、Ｉの電流が流れます。

ということは、キルヒホッフの法則より、「起電力の和＝電位降下の和」という式が成り立ちます。

Ｖ＝Ｉｒ＋ＩＲ
Ｖ＝Ｉ(ｒ＋Ｒ)
Ｉ＝Ｖ／(ｒ＋Ｒ)

Ｖ＝ｖＢｌだから、

Ｉ＝ｖＢｌ／(ｒ＋Ｒ)


前の問題に戻る→誘導起電力の大きさ


◆関連項目
キルヒホッフの法則
電気・磁気まとめ


江間淳の書籍はこちら
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
　20年以上の実績。全学年、英・数・理をはじめ全教科対応
　　最高級の指導を提供します！メール添削も好評です！

プロ家庭教師の江間です。　　　　ＡＥ個別学習室(えまじゅく)
http://www.a-ema.com/k/　　　　 http://www.a-ema.com/j/
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−