物理 名門の森 電磁気 ３２番

質問

問題の概要は、「スイッチ、電源、および長さ2lのソレノイドで構成されている直列回路があり、ソレノイドの左端、および中間部に二つの銅のリングA、Bがつるされている。スイッチを入れた直後、A,Bはそれぞれ動き出すか。また、動き出すとき、それはどちらの方向か」　というものです。解答では左端のリングは動き、中間部のリングは動かない（電磁誘導による）とされています。　　しかし、スイッチを入れた直後ならばソレノイドは過渡現象により電流が流れないはずですよね？ならば、磁界の変化はなく、リングはどちらも動かないのではないのでしょうか？なぜ、この問題では過渡現象について考慮されていないのでしょうか。

回答No.1

rnakamra · ベストアンサー

>スイッチを入れた直後ならばソレノイドは過渡現象により電流が流れないはずですよね？
これは正しい。

>ならば、磁界の変化はなく
これが間違い。

スイッチを入れた直後の磁界は"0"だが磁界の変化(時間微分といったほうがよい)は"0"ではない。スイッチを入れた瞬間に変化し始める。
電磁誘導において重要なのは磁界の大きさではなく磁界の時間微分。
たとえば、磁界の時間変化が正弦関数で表されるのであれば、時間微分が最も大きくなるのは磁界が"0"のときなのである。つまり、磁界が"0"の瞬間が一番誘導起電力が大きくなる。

お礼

目からうろこでした。非常に助かりました。本当にありがとうございました！