💡 ヒント：斜面上の導体棒（電磁誘導）

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

傾斜角 30° の斜面に置かれた 2 本のレールに導体棒 PQ が垂直にのっており、磁場の中を滑り落ちる電磁誘導の問題。「重力の斜面成分」と「電流による磁力（斜面上向き）」がつり合う終端速度に達する。さらに電源を加えて棒を上向きに動かすと、電源 + 起電力のキルヒホッフが必要になる。

✏️ 求めるもの

誘導起電力、終端速度時の電流、必要な電源電圧、棒を上向きに動かす場合の電源電圧。「\(V = Bl v\cos\theta\)」（鉛直磁場と斜面のなす角）「終端：力のつり合い」「電源時：キルヒホッフ第二法則」。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. (1) 起電力：磁場が鉛直 → 棒の運動方向との関係を幾何的に分析。\(V = Bl v\cos\theta\)
  2. (2) 終端速度時の電流：力のつり合い \(mg\sin\theta = BIl\cos\theta\) → \(I = mg\tan\theta/(Bl)\)
  3. (9) 電源電圧 \(E\)：静止時に同じ電流を流すには \(E = IR\)。動いていない棒に対しては純粋に \(IR\)
  4. (10) 棒を上向きに動かす場合：電源が起電力 \(Bl u\cos\theta\) を上回って電流を維持。\(V = IR + Bl u\cos\theta\)
注意

磁場の方向（鉛直上向き／斜面に垂直）で起電力の式が変わる。鉛直磁場なら \(Blv\cos\theta\)、斜面に垂直な磁場なら \(Blv\)。「磁場が垂直」と書かれていない場合は、磁場と棒の運動方向のなす角を慎重に確認すること。