電流 Io → 電池の電流 (下っている) 導体棒が ある速さ (v=at) になったときに、 再び スイッチを閉じる (SW on) と 磁束が増えるので 誘導電流 i が生まれる そうすると、 導体棒に流れる電流 I は I = Io+i > Io になるので、 導体棒には (電池の電流) Io より大きな電流が流れる これによって、 運動方程式 は ma= m gsinθ －IBd ma = m gsinθ －(Io+i) Bd ma = m gsinθ －(E/R + vBd/R) Bd ma = (E/R) Bd － (E/R + vBd/R) Bd ma = － iBd = － (vBd/R) Bd < 0 ゼロ → 加速度 a は 上向き に 変わる 加速度 a は 上向き になる → 導体棒は 減速する → やがて 速度 v= 0 ゼロ ( 電磁力 F = IBd = (Io+i) Bd は 導体棒のブレーキ ) ( 車で ブレーキをかけ続けると 車の速度 v= 0 ゼロ となって 停止する ) ( 問 (オ) より、 ma = m gsinθ －(E/R) Bd = 0 ゼロ ← 導体棒は停止 ) < 説明 > (問 オ) SW on 導体棒は停止 → 電池の電流 Io=E/R (問 カ) SW off 導体棒は動く → 重力 → ma= m gsinθ → 加速度 a=gsinθ ( 加速度 a=gsinθ → 加速度は一定 → 等加速度運動 ) ( 導体棒が斜面を下る 速度 v=at ) (問 キ) 答え (a) 導体棒は動く → SW on → 磁束 Φ 増加する → 誘導起電力 V 生まれる 誘導起電力 V 生まれる → 誘導電流 i 生まれる → 電池の電流 Io を超える 電磁力は F = IBd = (Io+i) Bd になる 運動方程式 ma = m gsinθ －(Io+i) Bd = － iBd < 0 ゼロ ( 電磁力 F= (Io+i) Bd は 導体棒のブレーキ ) ma<0 → 加速度 a は 上向き → 導体棒は 減速する → いずれ 停止する [参考] ・ 斜面を下る 導体棒 ( 導体棒は 速度 v=at で 動いている → 再び SW on ) (運動方程式) ma = m gsinθ －IBd = m gsinθ －(Io+i) Bd < 0 ゼロ