次の文章を読んで,
に適した式または数値を,{
のを一つ選びその番号を, それぞれの解答欄に記入せよ。 なお,
からは適切なも
はすでに
で与えられたものと同じものを表す。 また, 問1~問3では,指示にした
って、解答をそれぞれの解答欄に記入せよ。 ただし、円周率をとし,以下に登場
する物質や気体の透磁率はすべてとする。
(1) 図1のように,長さd,半径の円筒に抵抗の無視できる導線を一様に N回巻
き付けて作ったソレノイド(以下コイルとよぶ)がある。 円筒内部は気体で満たさ
れており,コイルの長さdはと比べて十分長く,このコイルに電流を流すと円
筒内部には一様な磁束密度ができる。 このコイルに外部電源を接続して電流Iを
流したときに円筒内部に発生する磁束密度の大きさは イ である。
次に,微小時間 4tの間に電流をIからI + AIにゆっくりと変化させると
コイルには誘導起電力
AI
ロ × 4 が発生する(AIは微小量であり,起電
At
力の符号は電流の上流側の電位が高い場合を正とする)。 このことから,このコ
イルの自己インダクタンスは ハ である。 また, 時間 4t の間に外部電源
がコイルにした仕事は
×4I である。
d
巻き数N