高校物理
5分で解ける!自己誘導に関する問題
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練習の解説授業
誘導起電力の大きさV=L×(ΔI/Δt)
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自己誘導によりコイルに生じる誘導起電力Vの大きさは、
V=L×(ΔI/Δt)
で表されます。電流Iの増加を妨げる向きに誘導起電力が生じたとすると、
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となります。コイルにV=L×(ΔI/Δt)の大きさの起電力が生じるので、電池に置き換えて表しています。電位の基準はBとなるので、Bを0[V]、AをV[V]としました。 Aの電位はV=L×(ΔI/Δt) となりますね。
3つの時間帯のグラフの傾きを読み取る
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では、 1[s]あたりの電流の変化ΔI/Δt に注目してグラフを見ていきましょう。
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グラフは横軸が時間t、縦軸が電流Iなので、 Vの大きさはグラフの傾きΔI/Δt となります。t=0~2.0[s]、2.0~4.0[s]、4.0~5.0[s]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。
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0~2.0[s]では、
V=5.0×(2.0/2.0)=5.0
2.0~4.0[s]では、
V=0
4.0~5.0[s]では、
V=5.0×(-2.0/1.0)=-10
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47 練習 解答のグラフ](https://d12rf6ppj1532r.cloudfront.net/images/k/0/sci_phy/4_12_47_3/k_sci_phy_4_12_47_3_image04.png)
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コイルに流れる電流が変化したとき、自己誘導によりコイルには誘導起電力が生じます。この誘導起電力Vの時間変化を求める問題です。