高校物理

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5分で解ける!ファラデーの法則に関する問題

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5分で解ける!ファラデーの法則に関する問題

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この動画の問題と解説

練習

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高校物理 電磁気44 練習 全部

解説

これでわかる!
練習の解説授業
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コイルを貫く磁束が時間とともに変化するとき、 電磁誘導 によりコイルには 誘導起電力V が生じますね。このVの時間変化を求めていきましょう。

起電力Vの大きさは、グラフの傾きΔΦ/Δt

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ファラデーの法則より、1巻のコイルに生じる誘導起電力Vは、
V=-ΔΦ/Δt
で表されます。磁束Φの増加を妨げる向きに誘導起電力が生じたとすると、

高校物理 電磁気44 練習 図 赤字の書き込み全てあり

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となります。「図の矢印の方向を正」とする問題の指示と、 V=-ΔΦ/Δt の符号はしっかり一致しますね。では、 1[s]あたりの磁束変化ΔΦ/Δt に注目してグラフを見ていきましょう。

高校物理 電磁気44 練習 グラフ

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グラフは横軸が時間t、縦軸が磁束Φなので、 起電力Vの大きさはグラフの傾きΔΦ/Δt となります。0~t0、t0~2t0、2t0~4t0でそれぞれ傾きが異なるので、場合分けをして求めていきます。

3つの時間帯のグラフの傾きを求める

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グラフの傾きを見ていきましょう。

高校物理 電磁気44 練習 グラフ

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0~t0では、
V=-Φ0/t0
t0~2t0では、
V=0
2t0~4t0では、
V=-(0-Φ0)/(4t0-2t0)
となりますね。あとは、誘導起電力Vを縦軸に、時間tを横軸に取り、グラフを描きましょう。

答え
高校物理 電磁気44 練習 解答
ファラデーの法則
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