電磁誘導C(電磁誘導の問題演習の解説)

1.導入

前回は出張でしたので,問題を解いておいてもらいました。 今日は解説をしていきたいと思います。

2.普通の導体棒の問題

(問題は著作権がからむため,表示しません)

エネルギー的な視点で考えると,
外力が加えた仕事→抵抗でのジュール熱 になっていることはわかりますか?(単位時間であることは注意)

3.コイルが磁場の領域を通過する問題

(問題は著作権がからむため,表示しません)

領域に入るときと出るときに電磁誘導は生じる。 このとき流れる電流の向きは逆ですが, 力が働く場所が異なるため,結局磁場から受ける力は進行方向反対向きになります。 つまり,いずれにせよ,変化したくない!そのままでいたい!という 自然の力が働くのです。

4.落下する導体棒の問題

では次のは・・・

解答です。

この問題は空気抵抗がある落下と同じ形式の運動方程式になっていることがわかります。 ですので,終端速度がある。エネルギー的には,
重力のする仕事(=位置エネルギーの減少量)=抵抗でのジュール熱
になります。

5.まとめ

3つほど問題を解きました。電磁誘導についてはよく理解できたでしょうか? 次回から自己誘導と相互誘導に入っていきます。

授業を終えて。。。
落下の問題はいらないか?領域の問題はやってほしいが 授業で扱うには時間がかかる。討論で省くならばOK。

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