問題文
次の文章は、電磁誘導に関する記述である。
図のように、コイルと磁石を配置し、磁石の磁束がコイルを貫いている。
1. スイッチSを閉じた状態で磁石をコイルに近づけると、コイルには (ア) の向きに電流が流れる。
2. コイルの巻数が200であるとする。スイッチSを開いた状態でコイルの断面を貫く磁束を \(0.5\) s の間に \(10\) mWb だけ直線的に増加させると、磁束鎖交数は (イ) Wb だけ変化する。また、この \(0.5\) s の間にコイルに発生する誘導起電力の大きさは (ウ) Vとなる。ただし、コイル断面の位置によらずコイルの磁束は一定とする。
上記の記述中の空白箇所 (ア) ～ (ウ) に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
図はタップで拡大できます。
選択肢
端効果を無視すると，誘電体1・2はいずれも極板間距離\(d\)と電圧\(V\)が同じなので，電界は
\[
E_1=E_2=\dfrac{V}{d}
\]
となる。電気力線の密度は電界の大きさに比例し，断面積も等しいため（ア）は1。
一方，電束密度は\(D=\varepsilon E\)より，\(D_1:D_2=\varepsilon_{\mathrm{r1}}:\varepsilon_{\mathrm{r2}}\)なので，等しい面積を貫く電束（電荷に対応）の比は（イ）\(\dfrac{\varepsilon_{\mathrm{r1}}}{\varepsilon_{\mathrm{r2}}}\)。
また，面\(S_1\)と\(S_2\)を貫く電束の総和は，極板に蓄えられた電荷\(Q\)に等しいので（ウ）は\(Q\)。