この問題の(3)なんですが、電流は2倍になっていて、コイルの密度は変わっていないから磁場の大きさは2

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質問者：8のつく人
質問日時：2019/02/19 16:27
回答数：6件

この問題の(3)なんですが、電流は2倍になっていて、コイルの密度は変わっていないから磁場の大きさは2倍である気がします。答えは１倍だそうです。解説に書いてあることも理解出来ません。物理の先生に聞いたら、コイルの長さを２倍にして電流を半分にしたら磁場の強さは同じになると言われましたが、いまいち関係があるとは思えません。

解説です。仮想的に電流を流してもいいんでしょうか。勝手に流してはならない気がします。

補足日時：2019/02/19 16:31
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回答 (6件)

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No.6

回答者： showxyzz
回答日時：2019/02/25 07:54

コイル内の磁場の話は中央付近で語りたいので

どうしても端っこの磁場を中央に持っていきたいんですよ。

仮想的ではあるが仮に流れたと考えるとどうなるのか？という考えはめちゃくちゃ大事で
それに対して出て来た答えを実験で実証すれば良いのです。

仮に流しても現実世界によく当てはまったら正しいことになるのではないでしょうか。

まぁ、こんなことを言うてますが僕も実際はあんまりわかってません。

ちなみに今日東工大の受験です。

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No.5

回答者： yhr2
回答日時：2019/02/20 10:33

No.3&4 です。

＞何か勘違いしてるんですかね…。よく考えてみます。

なんか、納得されていないような。
画像の「(3) の解説」がよく読めず、しかも「途中から」しか表示されていないように思います。解説を、できれば「最初から (3) の部分まで」少し鮮明に掲載してもらえますか？
(3) の解説以前に「共通事項」「前提条件」のような説明があるかもしれないので。

できれば「問題」部分も、鮮明に表示してください（分解してもよいので、大きく）。もしくは「テキスト」で文章を打ち込んでください。
東大の入試問題なので、一筋縄ではいかない可能性は十分にあり得ます。

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No.4

回答者： yhr2
回答日時：2019/02/19 22:51

No.3です。

「お礼」に書かれたことについて。

＞コイルの実質的な巻き数は半減していますが、単位長さの巻き数は変化していないようです。

ここでは「単位長さの巻き数」は何ら関係しないですよ。関係するのは「巻き数」そのものです。

コイルが「単位長さあたり n 巻き」で与えられて、コイルの総長が L であれば巻き数は nL になり、長さが半分の L/2 になればその長さの巻き数は nL/2 になりますが。

何か勘違いをしていませんか？

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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。何か勘違いしてるんですかね…。よく考えてみます。

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お礼日時：2019/02/19 23:38

No.3

回答者： yhr2
回答日時：2019/02/19 20:16

問題も解説もぼやけてよく読めませんが、(3) とはコイルの左端のＡに電源の正端子を、中央のＢと右端のＣに電源の負端子を接続するということでよいですか？

それであれば、B、Cの電位が同じなので、BC間には電流が流れません。つまり「長さ、巻き数が 1/2」のコイルに電圧 V0 をかけたということです。
コイルの長さが 1/2 なのでその抵抗も 1/2 となり、流れる電流は2倍の 2I0 になります。それはよろしいようですね。

一方、コイルの中にできる磁界の大きさ H は、電流と巻き数に比例しますから、電流が2倍、巻き数が 1/2 になれば、その相乗効果で
　2 × 1/2 = 1 倍
になります。

解説の説明はよくわかりませんが、上のようなことで「1倍」ということでよいのではありませんか？

（注）コイルの作る磁界の強さ H は、コイルに流れる電流を I、コイルの巻き数を n として
　H = nI
となります。問題では
　H0 = n0･I0
であり、
　I = 2I0, n=(1/2)n0
のとき
　H = (1/2)n0･2I0 = n0･I0 = H0
ということです。