ミニテスト 理論

電磁誘導とインダクタンス ミニテスト【第3回】

電磁誘導とインダクタンス」のミニテスト第3回(全5問)です。

電磁誘導とインダクタンス ミニテスト

第1回 第2回 第3回

テストの使い方

まず自分で答えを考えてから「解答を見る」をタップしてください。間違えた問題は解説記事に戻って確認すると効果的です。

第1問

コイルの巻数Nと磁束の変化量|ΔΦ|を一定にしたまま、誘導起電力の大きさを増やす条件はどれか。

(1)同じ磁束変化にかける時間を長くする
(2)コイルの巻数を減らす
(3)同じ磁束変化をより短時間で起こす
(4)コイルの抵抗を大きくする
(5)コイルの断面積だけを小さくする

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正解:(3)同じ磁束変化をより短時間で起こす
|e|=N|ΔΦ|/Δtです。Nと|ΔΦ|を固定してΔtを小さくすると、磁束の変化率が大きくなり、誘導起電力の大きさも増加します。

第2問

インダクタンス 0.2H のコイルに 10A の電流が流れている。磁気エネルギー [J] はいくらか。

(1)1
(2)2
(3)5
(4)10
(5)20

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正解:(4)10
W=½LI²=½×0.2×100=10J

第3問

自己インダクタンスL₁、L₂がともに正の有限値である2つのコイルについて、相互インダクタンスの大きさMが0のとき、コイル間の結合状態はどれか。

(1)完全結合
(2)密結合
(3)疎結合
(4)無結合
(5)過結合

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正解:(4)無結合
M=k√(L₁L₂)で、問題文のとおりL₁、L₂がともに正の有限値なら、M=0からk=0と分かります。したがって無結合です。

第4問

自己誘導起電力の向きについて正しいものはどれか。

(1)電流の増加を助ける向き
(2)電流の変化を妨げる向き
(3)常に電流と同じ向き
(4)常に電流と逆向き
(5)磁界の向き

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正解:(2)電流の変化を妨げる向き
レンツの法則により、自己誘導起電力は電流そのものではなく、その変化を妨げる向きに生じます。電流が増加するときは増加を抑え、減少するときは元の電流を保とうとします。そのため「常に電流と逆向き」とは限りません。

第5問

コイルの磁束が一定で変化しない場合、誘導起電力はいくらか。

(1)最大になる
(2)コイルの抵抗による
(3)ゼロ
(4)巻数に比例
(5)電流に比例

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正解:(3)ゼロ
e=NΔΦ/Δt。ΔΦ=0ならe=0。起電力は磁束の「変化」で生じます

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