💡 ヒント：磁場を横切る長方形コイル（進入・通過・退出）

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

長方形コイルが一様な磁場の領域を一定の速さ \(v\) で通過します。コイルが磁場に進入中・退出中はコイルを貫く磁束が変化するので起電力が発生しますが、コイル全体が磁場の中に入っているとき（通過中）は磁束が一定なので起電力はゼロになります。

イメージは「コイルの縁が磁場の境界線をまたぐとき」だけ起電力が生まれます。3 つの段階（進入・通過・退出）で電圧の様子が変わります。

✏️ 求めるもの

(i) 進入中、(ii) 通過中（全体が磁場内）、(iii) 退出中の各段階で、コイルに発生する起電力 \(V\) と誘導電流の向きを文字式（\(v, B, b\) など）で表す。

🔬 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. 段階を 3 つに分ける：進入中・通過中（全体が磁場内）・退出中
  2. 各段階で「磁場と垂直に動く辺」を特定：進入中は右辺だけ、退出中は左辺だけが磁場内で動いている
  3. 起電力を計算：その辺の長さ \(b\) と \(v, B\) を使って \(V = vBb\)
  4. 電流の向きを判定：レンツの法則。進入中（磁束増）と退出中（磁束減）で誘導電流の向きが逆
  5. 通過中は \(V = 0\)：磁場と垂直に動く辺はあっても、両端の効果が打ち消し合うため
注意

「通過中（コイル全体が磁場内）」では起電力がゼロになることを忘れがち。長方形の左右両辺が磁場内にあるため、それぞれに生じる起電力が打ち消し合います。3 つの段階で起電力の大きさと向きを別々に答えること。