問題文
紙面に平行な水平面内において、\(0.6\) [m] の間隔で張られた2本の直線状の平行導線に \(10\) [\(\Omega\)] の抵抗が接続されている。この平行導線に垂直に、図に示すように、直線状の導体棒PQを渡し、紙面の裏側から表側に向かって磁束密度 \(B=6\times10^{-2}\) [T] の一様な磁界をかける。ここで、導体棒PQを磁界と導体棒に共に垂直な矢印の方向に一定の速さ \(v=4\) [m/s] で平行導線上を移動させているときに、\(10\) [\(\Omega\)] の抵抗に流れる電流 \(I\) [A] の値として、正しいのは次のうちどれか。
ただし、電流の向きは図に示す矢印の向きを正とする。また、導線及び導体棒PQの抵抗、並びに導線と導体棒との接触抵抗は無視できるものとする。
図はタップで拡大できます。
選択肢
誘導起電力 \(e\) の大きさは \(e = vBl\) で求められます。
\(e = 4 \times (6 \times 10^{-2}) \times 0.6 = 24 \times 0.6 \times 10^{-2} = 14.4 \times 10^{-2} = 0.144\) [V]
電流の大きさ \(I\) は、
\(I = \dfrac{e}{R} = \dfrac{0.144}{10} = 0.0144\) [A]
電流の向きは、フレミングの右手の法則（またはレンツの法則）により求めます。
* 磁界: 裏から表
* 運動: 左から右
* 誘導起電力: 上(P)から下(Q)へ向かう方向
回路としては、P→Q→(下の導線)→抵抗→(上の導線)→P と流れます。
図中の電流 \(I\) の矢印は、抵抗を「下から上」に流れる方向に定義されています。
生成された電流はQ側から抵抗を通ってP側へ戻るため、抵抗においては「下から上」へ流れます。これは定義された正の方向と一致します。
よって、符号はプラスで **0.0144** [A] となります。