36 電磁誘導 ←1→←1- 図のような長方形の回路が ある。 各辺の長さは1で,各 辺の抵抗はすべてRであり, af間には容量 Cのコンデン サーが接続されている。 平行 直線L, L′ではさまれた幅 の斜線で示された領域には, C b C d OB LL´ 紙面に垂直に裏から表に向かう一様な磁束密度Bの磁場 (磁界) があ る。回路の辺cd を L と平行に保ちながら,右向きに一定の速さで 移動させる。 辺cdがLと一致した時刻を t = 0 とし, 誘導電流によ る磁場はBに比べて無視できるとする。 II I≤t<ivの間で,回路を流れる電流が一定になったとき, 辺be を流れる電流の向きと強さを求めよ。 メンデンサーのa側の極板の電荷を求めよ。 3 回路全体での消費電力を求めよ。 また, 回路に加えている外力 の大きさと向きを求めよ。 <t < 21/v の間で, 回路を流れる電流が一定になったとき, you コンデンサーに蓄えられているエネルギーを求めよ。 また, 路に加えている外力の大きさと向きを求めよ。 (名城大

b C "Bl 5 4R uBl. e d 電池のする外力の問 15間の仕事 メカの15問 ジュール熱 の仕事 (use)² + F-u = AR (use) 4R 4 4R

(3)消費電力PはP= (4R) I2 (vBl)2 = 4R B 外力 辺 cdには電磁力 FB = IBL が左向きに働く。 等速度運 FB F 動だから力のつり合いが成りたち, 外力 F は右向きで IY vB212 d F=F=IBl= 4R 別解 エネルギー保存則より, 外力の仕事率 (1s間にする仕事) は消費電 力に等しいはずなので, Fv=Pより求めてもよい。