高3物理
電磁誘導とレンツの法則
この単元でよくある間違いと、その直し方をまとめたよ
この単元でよくある間違い
おなじところでつまずく子は多いよ。まず「どこでまちがえたか」を見てみよう
水平な床の上に、2本の十分に長い平行なレールが間隔 0.20 m で固定されており、その一端は抵抗値 2.0 Ω の抵抗でつながれている。レールに垂直に置かれた金属棒を、レールと接触させたまま、レールに沿って一定の速さ 4.0 m/s で滑らせる。この装置全体には、床に垂直な向き（鉛直方向）に磁束密度 0.50 T の一様な磁場がかかっている。金属棒とレールの電気抵抗、および摩擦は無視できるものとして、次の(1)〜(3)を有効数字2桁で求めよ。 (1) 金属棒に生じる誘導起電力の大きさ (2) 回路を流れる電流の大きさ (3) 金属棒を一定の速さで滑らせ続けるために、外から加え続けなければならない力の大きさ
✕ よくある答え: (3) 等速で動いているので合力は 0、よって加える力は 0 N
「等速運動＝合力が 0 ＝力を加える必要がない」と短絡してしまう。合力が 0 であるのは正しいが、それは外力が運動を妨げる向きの電磁力とちょうどつり合っているからであって、外力そのものが 0 なのではない。摩擦がなくても電流が流れれば制動力がはたらく、という点が見えていない。
正しい答え: (1) 0.40 V (2) 0.20 A (3) 0.020 N