大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和6年度（2024年度）追・再試験
問90 (物理（第4問） 問5)

手回し発電機の原理に関する次の文章を読み、後の問いに答えよ。

手回し発電機では、ハンドルを回転させることによって直流電圧を発生させることができる。発生する直流電圧はハンドルの回転数だけで決まり、同じ速さでハンドルを回すと、接続するものによらず電圧は同じになるものとする。
手回し発電機にコンデンサーと抵抗器を直列に接続して、一定の回転数を保ちながらハンドルを回し、コンデンサーを充電していると、ハンドルの手ごたえは徐々に軽くなる。

続いて、手回し発電機のハンドルの手ごたえを考えるために、内部のコイルを回転させるときの仕事率について考える。
簡単のため、図3のように、長方形のコイルを、磁束密度の大きさがBの一様な磁場（磁界）の中で、一定の角速度ωで回転させることを考える。磁場はコイルの回転軸に垂直である。ここでは、QRSTの順に流れる電流の向きを正の向き、QTの側から見たコイルの回転の向きは、反時計回りを正の向きとする。また、コイルに流れる電流による磁場の影響はないものとする。

次の文章中の空欄（　A　）に入れるものとして最も適当なものを、①〜⑧のうちから一つ選べ。

抵抗が接続されたコイルを正の向きに回転させると、誘導起電力によってコイルに電流が流れる。
図3のように、コイルの面QRSTの法線と磁場のなす角度がθのとき、頂点Tの速度は、QTの側から見て（　A　）の向きになる。STを流れる電流にはたらく力は、QTの側から見て（　B　）の向きになる。QRについては、反対向きの同じ大きさの力がはたらく。