高校物理
5分で解ける!コイルのエネルギーに関する問題
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練習の解説授業
自己誘導の式V=-L×(ΔI/Δt)
よりイメージしやすくするためにコイルの図を描きましょう。
電流の増加を妨げる方向が起電力の方向でしたね。コイルの起電力を電池に置き換えて表しています。
(1)で求めたいのは、自己誘導によってコイルに生じる起電力の大きさVです。
V=-L×(ΔI/Δt)
ですが、求めるのは大きさなのでマイナスを外してよいですね。あとは、ΔI=4.0[A]、Δt=0.20[s]を代入しましょう。
コイルのエネルギーの式UL=(1/2)×LI2
電流が流れるコイルには、磁場のエネルギーULが蓄えられます。
UL=(1/2)×LI2
に、自己インダクタンスL=5.0[H]、I=4.0[A]を代入しましょう。
コイルに電流を流し、自己誘導による起電力を発生させます。(1)では起電力の大きさVを、(2)ではコイルが蓄えるエネルギーULを求めましょう。