良問 電磁気128：電池と抵抗につないだレール上の導体棒

このシミュレーションについて

電池と抵抗をつないだ回路に、摩擦のあるレール上の導体棒 L を置く。固定を外したとき棒が動き出す条件と、動き出したあと一定の速さになるときの電流・速さ・熱とエネルギーの流れを調べる

動かせる条件

電池の起電力 E ／ 抵抗 R ／ 磁束密度 B ／ 棒の長さ l（レール間隔） ／ 棒 L の質量 M ／ 静止摩擦係数 μ ／ 動摩擦係数 μ′（μ 以下で使う） ／ 答え合わせ

やってみよう・ポイント

• ポイント：棒が動き出すと、棒に誘導起電力が生じて電池とは逆向きに電流を減らす。電流が減ると力も減り、摩擦力とつり合ったところで一定の速さになる。電池のはたらきは、このとき熱になる分と、棒の仕事に使われる分に分かれる。
• やってみよう：①固定を外して、動き出さない場合の μ を探す。②動き出したあとの速さが何で決まるかを E・R・B・μ′ を変えて調べる。③一定の速さになったとき、電池が出す電力と、熱として出る電力を比べる。

使い方

• スライダーで条件を変えると、結果がどう変わるか確かめられます。
• 「一時停止」「リセット」「速さ」で、動きを止めたり、ゆっくり見たりできます。
• 図の上をクリック・ドラッグできるものは、点を選んだり、物体を動かして初期条件を決められます。
• 右の欄の数値（理論値・実測値）やグラフで、予想と結果を照らし合わせてください。
• 「全画面」で、教室のスクリーンに大きく映せます。

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