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物理　第四編　「電気と磁気」
4 章 ： 電磁誘導と電磁波 No.03
③ローレンツ力と誘導起電力
誘導起電力は導線内をミクロの目で観察した時、ローレンツ力を使って説明することができる。
eE
eE
電荷の大きさ e
Bvq
Bve
磁場中を導線が動くと中の電子
も動くので、ローレンツ力 Bve
が働く。
ローレンツ力により導線内の
電荷が偏り、導線内に電場 E
が生じる。結果、電子は電場
から静電気力 eE を受けるこ
とになる。
【立式】
電場の偏りが大きくなるにつれ、
電場からの力 eE は大きくなる。
やがてローレンツ力 Bve とつり
合う状態となる。
問 44
図のように，磁束密度が 3.5 × 10^?2T の一様な磁場内を，長さ 8.0 × 10-2m の導線 PQ が磁場に
垂直に 3.0m/s の速さで動いている。
（1） PQ 間の誘導起電力の大きさは何 V か。
（2） 負の電荷が現れるのは，P，Q 端のどちらか。
D 誘導起電力とエネルギー
下の図のように、電池を使っておもりを引き上げたり、抵抗で発熱させた。この
時の仕事やエネルギーはどうなっているのだろうか。
ジュール熱
＝
BI
電池の仕事
＝
位置エネルギーの増加
移動距離ｈ
＝
｝ｈ
等速で移動
＝　＋
＜この式からキルヒホッフⅡ（電圧）の関係を導いてみよう・・・＞
＜電池の仕事はなぜＩＶｔ？＞
電池は電圧を上げる作用がある。電圧とは
ｑ
ｑ
位置エネルギーｑＶ
そもそも１Ｃ当たりの位置エネルギーだったの
で、その分電池が仕事をしたはずである。
+1C 当たり仕事
がＶということ
なのでｑ（Ｃ）では・・・
仕事ｑＶ
電圧 V(V)
仕事 ＝ ｑ×Ｖ　＝　Ｉｔ×Ｖ
電流Ｉ
（＝ 1 Ｃあたりの
位置エネルギー）
ｑ
ｑ
あ、ＩＶｔですか・・・
移動した電荷の総量ｑは
Ｉ：１秒あたりの電荷
ｔ：時間
を利用してＩｔで表される
類題 15
図のように，鉛直上向きの一様な磁束密度 B〔T〕の磁場内に，間隔 l〔m〕の 2 本の平行な導線レールを水平に置く。
レールの端を起電力 E〔V〕の電池でつなぎ，レール上に抵抗値 R〔Ω 〕の導体棒 PQ を置くと，導体棒は動きだした。
導体棒はレールと垂直を保ちながら，なめらかに動くものとする。その後，導体棒が図の向きに速さ v〔m/s〕で
動いているとき，次の問いに答えよ。
（1） 導体棒 PQ 間に生じる誘導起電力の大きさ V〔V〕を求めよ。
（2） 導体棒 PQ 間に流れる電流の大きさ I〔A〕と向きを求めよ。
（3） 導体棒が磁場から受ける力の大きさ F〔N〕を求めよ。