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電磁気学の院試過去問
院試は過去問の解答がなく、困っております。 下記の問題は参考書等を調べましたが、どう解いたらいいかわからなかったので、質問させてください。 (1)上下方向に十分長い、半径aの直円柱の表面に一様な磁極を持つ電磁石がある。対向磁極は半径b（>a)で同軸上外側にある。この半径aの円柱にすきま、摩擦を無視できる質量ｍの細い導体リングをはめる。導体リングを離すと、重力mgにより落下し始め、ある時間の後、一定速度vになった。導体リングの抵抗はRである。導体リングに流れている電流による磁界の影響は無視できるとする。 (a)半径aの磁極面の磁束密度Bを求めよ。 (b)導体リングに流れている電流Iを求めよ。 (c)導体リングのジュール発熱率を求めよ。 (d)何のエネルギーがジュール発熱率に使われているか これは(a)からわかりませんでした。導体リングによる磁束変化から求めるのでしょうか？ (2)半径aおよびb(a<b)の同心の厚さの極めて薄い導体球殻がある。 (a)両球殻に電荷がない状態で、両球殻を銅線で結んだ後、内球殻に電荷Qを与える。内球殻、外球殻に電荷Qはどのように分布するか。 (b)外球殻を銅線で接地した状態で、同心球殻の中心に向かって外部から点電荷qが速度ｖでまっすぐに近づいてくる。このとき、銅線に流れる電流を求めよ。 (c)両球殻の間の領域が全て導体で満たされたとする。これに内側から外側に向かい小さな穴を貫通させ、点電荷ｑを球殻の中心から貫通穴を通して、無限遠点まで運んだ。このとき、必要となる仕事を求めよ。なお導体球殻は接地されているとする。 これもよくわかりませんでした。(a)は内と外の電位が等しくなることから求めると思うのですが、外球にQが全て分布するのでしょうか？
- tama3131
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問題の文章はオリジナルのままでしょうか？加筆または修正していませんか？だとしたら、不明瞭で不適切な問題文ですね。また、図がないのでイメージしにくく、答えられません。共立出版「電磁気学演習」後藤憲一著を参考にされると良いと思います。
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お礼
多少修正しましたが、オリジナルもほぼ私が書いた通りの文章です 図は(1)は半径aの無限円柱に一巻きの同じ半径aの導体リングが巻かれている感じです。対向磁極である半径bの無限円柱は図示されていません。導体リングは重力で下に落ちていきます 2は内半径がaの球で外半径がbの球の図が書かれてます。r<a、a<r<bがただの空間になる球殻ですね わかりにくくてすみません ちなみに早稲田大学の院試問題です お勧めされた参考書読んでみます。ありがとうございました