こんにちは。
八千代緑が丘校の轟です。
以前、生徒から質問を頂き、
東大物理 2025 第２問 Ⅱ(２)の
解説を書かせて頂きました。
その質問をしてくれたＡくんから、
今度は、第２問 Ⅲについても、
「東進 過去問データベースに掲載されている
解答を読んでもよくわからない…」
と質問を頂きました。
確かに、東進 過去問データベースには
解答は掲載されていますが、
解説は掲載されていないため、
理解しづらいのも無理はないかなと思います。
ちなみに、過去問データベースの解答には
グラフを描く根拠として一行
『円形コイルＣをきわめて短いソレノイドとみなせば次図の通り』
と書いてあるのみでした。
確かに、これだと、現時点で高校３年生が理解するには
厳しいかもしれないですね。
(勿論、解答としては、これで十分なのですが…。)
そこで、Ａくんと同様に、困っている高校生が
いらっしゃるかもしれないため、今回、第２問 Ⅲ
についても解説を書かせて頂くことに致しました。
問題設定としては、円形コイルＢが、今度は電流Ⅰ
が流れている円形コイルＣに近づいていった際に、
円形コイルＢが受ける力Ｆ(右側を正)のグラフを描く
問題です。
以前のブログで、円形コイルＢが磁束密度Φ
(右側を正と置いた)から受ける力Ｆを式を
導出致しました。
それがこちら↓
この問題においても、↑のＦの式を活用し、
本問のように定性的な問題においては、
グラフを描きながら考えます。
円形コイルＣには、↑の図に赤線で書き込んだように
磁束が貫いています。
よって、Φのグラフをざっくり描くを↓の図のように
なります。
↑のグラフを見ながら、dΦ/dtのグラフを描くと、
↓の図のようになります。
dΦ/dtのグラフが描ければ、Ｆの式から
dΦ/dtを２条して、符号を逆にしたような図を
描けば、解答となります。
それがこちら↓
このようにめんどくさがらずにグラフを順番に
描いていけば良いだけなんです。
こうやって読んでいると、とっても簡単な問題に
感じませんか？
解説を読んでいる分には易しく感じても、
いざ、自分で解くとなれば、難しいですよね。
あせらずに１つ１つ理解しながら頑張っていきましょう！
(八千代緑が丘校 轟)
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