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電磁誘導の法則とローレンツ力は矛盾するのでは?

電磁誘導の法則(マクスウェルの方程式)とローレンツ力は矛盾すると思うのですがどうでしょうか? 【図の説明】 棒磁石が垂直に置かれ、棒磁石の軸の中心上に辺a,b,c,dからなる巨大なコイルがあります。 コイルを水平方向に速度vで微小距離移動します。 【比較検討】 電磁誘導ではdφ/dtがゼロなのでコイルに電圧は発生しません。 ローレンツ力では辺c内の電子に力F=q・(v×B)が働きます。他の辺の電子には力は働きませんので、コイルには電圧が発生します。 【質問】 上記比較検討の誤り箇所を指摘して下さい。

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回答No.2

磁束はdiv B=0 すなわち、連続の式を満たすので流れとしてみると一定です。 すなわち、あなたの図だけの磁束とすると、Cを上に横切った磁束は必ず、Cを下向きに横切って、戻ります。すなわち、ローレンツ力は打ち消されて0です。 もう少し一般的に、磁束はCを上向きだけに横切るとすると、やはり、連続の式から、他の辺も横切り、これがCと逆向きのローレンツ力を発生します。

noname#133962
質問者

お礼

回答有難うございます。 >すなわち、あなたの図だけの磁束とすると、Cを上に横切った磁束は必ず、Cを下向きに横切って、戻ります。すなわち、ローレンツ力は打ち消されて0です。 納得しました。

その他の回答 (2)

  • takaya7
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回答No.3

まず磁場が一様でないのでdφ/dtは0ではありません 仮に0だとしても(つまり磁束密度が一様でも)ローレンツ力で発生する電流はb,dで逆ですので打ち消しあいます つまり矛盾しません

noname#133962
質問者

お礼

回答有難うございます。

  • sailor
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回答No.1

コイルを水平方向に速度vで微小距離移動します。とありますが なぜdφ/dtがゼロといえるのでしょうか?極めてゼロに近い値をとりうることはあるでしょうけど完全に0になることはないでしょう。

noname#133962
質問者

お礼

回答有難うございます。

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