第三種電気主任技術者試験 静電気と電磁気 練習問題 第10問: 水平に置いた 2 本の平行な導体レールが間隔 0.4 m で張られ、レールの一端どうしが 0.5 Ω の抵抗でつながれている。レールを含む平面には、磁束密度 0

正解: 3. 0.8 N

「0.8 N」が正しいです。磁界に垂直に動く導体棒には誘導起電力 e = Blv = 0.5 × 0.4 × 10 = 2 V が生じ、回路の電流は I = e/R = 2/0.5 = 4 A です。電流の流れる導体棒は磁界から F = BIl = 0.5 × 4 × 0.4 = 0.8 N の電磁力を受け、この力はレンツの法則により運動を妨げる向きに働きます。一定の速さを保つには、これとつり合う 0.8 N の外力を加え続ける必要があります。「2.0 N」は電磁力の式で導体棒の長さ l を掛け忘れた値、「5.0 N」は l で割った値です。「8.0 N」は電力 eI = 2 × 4 = 8 W の数値を力と取り違えています。「0.4 N」は電流を 2 A と半分に誤った値です。外力の仕事率 Fv = 0.8 × 10 = 8 W が抵抗の消費電力 I²R = 4² × 0.5 = 8 W と等しいことでも確かめられます。

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