1.やさしい
長い直線導線に 20 A の電流が流れています。導線から 10 cm 離れた点 P での磁束密度 B を求めてください。
I = 20 Ar = 10 cmμ₀ = 4π × 10⁻⁷ T·m/A
B = µT
解答つき磁場と電磁誘導ワークシート
2.やさしい
陽子 が、0.02 T の一様な磁場と 30° の角をなして 1.5 × 10⁵ m/s で動きます。それに働く磁気力の大きさ F を求めてください。
|q| = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cv = 1.5 × 10⁵ m/sB = 0.02 Tθ = 30°
F = fN
3.ふつう
15 cm 離れた 2 本の長い平行な導線に、逆向きに 20 A と 20 A の電流が流れています。両者のちょうど中間の点 P での磁束密度の大きさ B を求めてください。
I1 = 20 AI2 = 20 Ad = 15 cmμ₀ = 4π × 10⁻⁷ T·m/A
B = µT
4.ふつう
20 巻き、面積 80 cm²、抵抗 5 Ω のコイルが閉回路をつくっています。コイルに垂直な一様な磁場が、200 ms で 0.1 T から 0.3 T まで一定の割合で増加します。 平均誘導電流 I を求めてください。
N = 20A = 80 cm²B: 0.1 T → 0.3 TΔt = 200 msR = 5 Ω
I = mA
5.むずかしい
40 mH のインダクタの電流が、5 ms で 4.5 A から 0.5 A まで一定の割合で変化します。自己誘導起電力の大きさ ε を求めてください。
L = 40 mH4.5 A → 0.5 AΔt = 5 ms
ε = V
6.むずかしい
陽子 が、直交する電場 E = 5 × 10⁵ V/m と磁場 B₁ = 0.4 T をもつ速度選択器を、曲がらずに通り抜けます。そのあと、磁場 B₂ = 0.5 T だけがある第 2 の領域に直角に入ります。そこでの軌道の半径 r を求めてください。
E = 5 × 10⁵ V/mB1 = 0.4 TB2 = 0.5 Tm = 1.673 × 10⁻²⁷ kg|q| = 1.602 × 10⁻¹⁹ C
r = cm
解答
- 1. B = 40 µT
- 2. F = 0.2403 fN
- 3. B = 106.7 µT
- 4. I = 32 mA
- 5. ε = 32 V
- 6. r = 2.611 cm
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。