8 cm × 10 cm の長方形のループが、0.3 T の一様な磁場の中にあります。磁場はループの法線と 30° の角をなします。ループを貫く磁束 Φ を求めてください。
解答つき磁場と電磁誘導ワークシート
1.やさしい
B = 0.3 TA = 8 cm × 10 cm法線に対して 30°
Φ = mWb
2.やさしい
長さ 30 cm の直線導線に 8 A が流れており、0.25 T の一様な磁場と 60° の角をなしています。導線が受ける力の大きさ F を求めてください。
B = 0.25 TI = 8 AL = 30 cmθ = 60°
F = N
3.ふつう
長さ 20 cm の金属の棒が、紙面の奥向きの 0.1 T の一様な磁場の中で、2 本のレール上を 2 m/s で滑ります。レールは 8 Ω の抵抗でつながれており、棒とレールの抵抗は無視できます。抵抗で消費される電力 P を求めてください。
B = 0.1 TL = 20 cmv = 2 m/sR = 8 Ω
P = mW
4.ふつう
陽子 が、0.5 T の一様な磁場に垂直に 2.5 × 10⁶ m/s で動きます。その円軌道の半径 r を求めてください。
m = 1.673 × 10⁻²⁷ kg|q| = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cv = 2.5 × 10⁶ m/sB = 0.5 T
r = cm
5.むずかしい
100 巻きの短いコイルが、800 巻き、長さ 30 cm、直径 4 cm の長いソレノイドの中央に、ぴったりと巻かれています。ソレノイドの電流は 50 A/s の割合で変化します。短いコイルに誘導される起電力 ε を求めてください。
N1 = 800N2 = 100l = 30 cm⌀ = 4 cmdi/dt = 50 A/sμ₀ = 4π × 10⁻⁷ T·m/A
ε = mV
6.むずかしい
速度選択器では、直交する電場 E = 8 × 10⁴ V/m と磁場 B = 0.1 T によって、1 つの速さのイオンだけがまっすぐ通り抜けます。その速さ v を求めてください。
E = 8 × 10⁴ V/mB1 = 0.1 T
v = m/s
解答
- 1. Φ = 2.078 mWb
- 2. F = 0.5196 N
- 3. P = 0.2 mW
- 4. r = 5.222 cm
- 5. ε = 21.06 mV
- 6. v = 800000 m/s
ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。