高校物理、電磁誘導

質問

図のように、裏から表向きの一様な磁束密度Bの磁界中に長さｒの４本の導体棒と円形リングで作った車輪がある。いま、このリングに外力Fを作用させて、反時計まわりに角速度ωで回転させている。この車輪には図のように、抵抗R がつけられている。
（１）各導体棒に発生する起電力の向き、大きさを答えよ。
（２）抵抗を流れる電流（右向き正）を求めよ。
（３）外力F の大きさを求めよ。
（疑問）
誘導電流、誘導起電力を考える際に、回路、導体棒で囲まれた部分の磁束の増減を考えますが、よくわからないので、先に行けません。どう考えればよいのでしょうか?

回答No.3

中村 拓男（@tknakamuri） · ベストアンサー

>導体棒が運動すると、磁束線は増える、減るどちらになるのでしょうか？

どちらにもなりえます。抵抗を置く場所次第。増減が逆なら、
誘導起電力の向きも反対になりますが、輪っかが裏返しになるので
結果はかわりません。まあ、ローレンツカでやった方が
素直かな。積分が要るけど。

お礼

質問箱での規則を理解しておりませんでした。ベストアンサーを選択することだけが必要と思っておりました。これはすべて私の人としての社会性の欠如によるものであり、猛省せねばならないこととおもいます。本当に申し訳ございませんでした。以後は必ず、反応を示すように致します。

回答No.2

中村 拓男（@tknakamuri）

ちょっと補足しておくと、レンツの法則を
適用したいなら、導体棒がリングの一部を介して抵抗と繋がり回路を
形成していることを利用すればよいでしょう。

4個の回路ができていると考えてよいです。

導体棒中の電子にかかるローレンツカを
電圧に換算してもかまいません。結果は同じです。

補足

レンツの法則で考える場合、導体棒が運動すると、磁束線は増える、減るどちらになるのでしょうか？

回答No.1

中村 拓男（@tknakamuri）

(1) の電圧は一本の導体棒と円形リングと抵抗を考えて計算すればよい。
磁束を切っているのは導体棒だけだから、導体棒が単位時間に切る面積にBを掛けたのが
誘導起電力です。4つの導体棒を並列につなげても電圧は変わりません。

(2)は誘導起電力が分かればオームの法則で求まります。

(3) は外力によるエネルギー供給率 Frω と抵抗の消費電力が釣り合うことを利用する
のが簡単です。