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図3のように、3本の銅製のレールを、互いが平行になるように一つの水平面上に置き、直流電源とスイッチSをこれらに接続した。この上に、2本の金属棒A、Bを互いに離し、レールに垂直に置いた。金属棒A、Bはレールの上を自由に転がることができる。図の灰色の領域には、紙面に垂直に裏から表の向きに一様な磁場がかかっている。

図 3

(問3)磁場の大きさを一定に保ったままスイッチSを閉じると、AとBはレー ルに沿って動き始めた。AとBが動いた向きを示す矢印の組合せとして最も適当なものを、次の①~④のうちから一つ選べ。

A B
P P
P Q
Q P
Q Q

(問4)次にスイッチSを開き、AとBをそれぞれ元の位置に戻した。スイッチSを開いたまま、磁場の向きは変えないで強さを急激に増加させると、AとBはレールに沿って動き始めた。AとBが動いた向きを示す矢印の組合せとして最も適当なものを、次の①~④のうちから一つ選べ。

A B
P P
P Q
Q P
Q Q

#センター14本試

(問3)
電流の流れは左図のようになるので、

フレミングの左手の法則を適用しますと、力の向きは左図のようになります。

答えはです。

 

 

(問4)
スイッチSが開いていると回路が閉じていないかと思いきや、よく見ますと、左図のようなループができています。

このとき紙面こちら向きに磁場がかかっているわけですが、それが強くなれば、電磁誘導により電流が発生します。

その向きは、レンツの法則により、紙面向こう向きの磁場を発生させるような向きであり、右ねじを当てはめますと、右回りとわかります。

この電流は元の磁場から力を受けます。(元の磁場の向きは紙面こちら向きです。それに対抗する磁場はあくまでも架空の磁場であると考えてください)。フレミングの左手の法則を適用しますと、力の向きは左図のようになります。

答えはです。