おはようございます。
八千代緑が丘校の轟です。
生徒から、今年の東京大学の物理の入試問題に
関して、質問を頂きました。
それは、第２問の電磁気についての問題です。
質問を頂いたのは、第２問の中でのⅡ(２)でした。
↑の図のように、円形コイルが、図の左向きに
磁場を発生させているソレノイドコイルに
等速直線運動をして近づいていっているという
状況下で、以下の設問がⅡ(２)です。
選択肢の図は省略させて頂きます。
生徒のＡくんから頂いた質問は、
東進 過去問データベースに掲載されている
解答を見ると、答えの図は理解できたけれども、
円形コイルＢ全体が磁場から受ける力Ｆ(アンペール力)
を数式で表現することはできないか？
というものでした。
掲載されている解答には、確かにＦの式までは
導かれていなかったため、それを知りたいという方が
他にもいらっしゃるのではないかと思い、
今回は、磁場から受ける力Ｆの導出をご紹介したいと
思います。
手書きですが、以下に記載致します。
Fの式から、円形コイルＢをソレノイドコイルに近づけていくと、
磁場の向きに関係なく、円形コイルが近付くことを妨げる向きに
力が働くことがわかります。
また、この力は円形コイルの速さV0に比例し、抵抗値Ｒに反比例する
ことも確認できます。
抵抗値Ｒが大きくなると、円形コイルに流れる電流の大きさが小さく
なるため、磁場から受けるアンペール力は小さくなるわけですね。
Ａくんのように、ただ、答えを出せれば良いというのではなく、
数式化できないかと考えたり、もっと深く現象を理解したいという
その好奇心はとても素晴らしいと思います。
ぜひ、問題と向き合う際には、単に答えが合っているのかどうか
という視点だけではなく、１つの問題を色々な方向から見て、
理解を深めていって頂きたいなと思います。
では、今日も皆さん、良い学びとなりますように～♪
(八千代緑が丘校 轟)
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
一日体験の詳細・お申し込みはこちら！
https://www.jasmec.co.jp/toshin/event/taiken/
＜八千代緑が丘校 校舎紹介ページ＞
http://www.jasmec.co.jp/koushaguide/pym.htm
YouTubeはこちらから👇
https://youtu.be/KOoM-l4YrOE
★Instagramやってます★
フォローお願いします👇
https://www.instagram.com/honshin_premium/
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝