電磁気学

図のように、鉄棒に絶縁導線を巻いたコイルと、抵抗、電池、
スイッチSwを接続して回路を構成する。また鉄棒の一端には、
金属リングを軸に一致させて糸でつるし、静止させておく。
コイルは右ネジの法則で、時計回りに回すと金属リング側に進むネジと
同じ巻き方とする。
(ア)Swを入れて電流を流し始めた瞬間、
(イ)その後Swを切って、流れている電流を止めた瞬間

(ァ)と(ィ)の時、金属リングは右か左かに動くと思うのですがどちらに動くのかわかりません。どなたか解説をお願いします。

No.1 ベストアンサー 回答者： endlessriver 回答日時： 2021/11/19 21:42

(ア)

電流は増加して右向きの磁束が増加します。すると、リングはこの
増加磁束を打ち消す方向に、起電力が発生し、電流が流れます。

つまり、コイルと反対向きです。すると、反対方向に向き合った電
流は反発するので、リングは右に動きます。これはコイルを磁石と
してみると右がN極、リングは左がN極となって反発するとも考えら
れます。

このとき、鉄棒の磁化を考えるとみぎがN極になっているので、リ
ング右側がS極になっているので動きは同じです。

(イ)
コイルの電流が一定になると磁束は変化しないので、リングの起電
力、電流はなくなり、リングはもとの位置に戻ります。

ここで、SWを切ると（回路的に問題があるが、電流は突然０になる
とする）、リングの磁束は０になり、この磁束減少を妨げる向き、
コイルと同じ向きに電流が発生します。ところが、コイルの電流は
０なので、リングとは作用せず動かない。

ただ、鉄棒の残留磁化を考えると、リングの右がN極なので、少し、
左に動く。

この回答へのお礼

ありがとうございます！

お礼日時：2021/11/19 21:53