共通テスト（理科） 過去問
令和7年度（2025年度）本試験
問87 (物理（第4問） 問5)
問題文
図1のように、同一水平面（紙面）に間隔lで平行に置かれた十分に長い2本の導体レールと、抵抗値Rの抵抗、電気容量Cのコンデンサー、スイッチSを導線でつなぎ、導体レールの上に導体レールに垂直に軽い導体棒を置いた。導体棒とレールの接点をa，bとする。その後、鉛直上向き（紙面の裏から表の向き）に磁束密度の大きさがBの一様な磁場（磁界）をかけた。
はじめにコンデンサーには電荷が蓄えられておらず、スイッチSは開いている。次に、導体棒を右向きに一定の速さv（v＞0）で動かしながらSを閉じる。Sを閉じた後も、導体棒が右向きに速さvで動き続けるように、導体棒に大きさFの外力を加える。ただし、導体棒はレールと垂直を保ちながらなめらかに運動するものとする。また、導線、導体レール、導体棒の電気抵抗、空気抵抗、回路の自己インダクタンスは無視できるものとする。
Sを閉じてから十分な時間が経った後に、Sを開き、導体棒を静止させた。続いて、Sを閉じたとき、閉じた直後に導体棒に流れる電流の向きと導体棒の運動の組合せとして最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
はじめにコンデンサーには電荷が蓄えられておらず、スイッチSは開いている。次に、導体棒を右向きに一定の速さv（v＞0）で動かしながらSを閉じる。Sを閉じた後も、導体棒が右向きに速さvで動き続けるように、導体棒に大きさFの外力を加える。ただし、導体棒はレールと垂直を保ちながらなめらかに運動するものとする。また、導線、導体レール、導体棒の電気抵抗、空気抵抗、回路の自己インダクタンスは無視できるものとする。
Sを閉じてから十分な時間が経った後に、Sを開き、導体棒を静止させた。続いて、Sを閉じたとき、閉じた直後に導体棒に流れる電流の向きと導体棒の運動の組合せとして最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
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問題
共通テスト（理科）試験 令和7年度（2025年度）本試験 問87（物理（第4問） 問5） （訂正依頼・報告はこちら）
図1のように、同一水平面（紙面）に間隔lで平行に置かれた十分に長い2本の導体レールと、抵抗値Rの抵抗、電気容量Cのコンデンサー、スイッチSを導線でつなぎ、導体レールの上に導体レールに垂直に軽い導体棒を置いた。導体棒とレールの接点をa，bとする。その後、鉛直上向き（紙面の裏から表の向き）に磁束密度の大きさがBの一様な磁場（磁界）をかけた。
はじめにコンデンサーには電荷が蓄えられておらず、スイッチSは開いている。次に、導体棒を右向きに一定の速さv（v＞0）で動かしながらSを閉じる。Sを閉じた後も、導体棒が右向きに速さvで動き続けるように、導体棒に大きさFの外力を加える。ただし、導体棒はレールと垂直を保ちながらなめらかに運動するものとする。また、導線、導体レール、導体棒の電気抵抗、空気抵抗、回路の自己インダクタンスは無視できるものとする。
Sを閉じてから十分な時間が経った後に、Sを開き、導体棒を静止させた。続いて、Sを閉じたとき、閉じた直後に導体棒に流れる電流の向きと導体棒の運動の組合せとして最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
はじめにコンデンサーには電荷が蓄えられておらず、スイッチSは開いている。次に、導体棒を右向きに一定の速さv（v＞0）で動かしながらSを閉じる。Sを閉じた後も、導体棒が右向きに速さvで動き続けるように、導体棒に大きさFの外力を加える。ただし、導体棒はレールと垂直を保ちながらなめらかに運動するものとする。また、導線、導体レール、導体棒の電気抵抗、空気抵抗、回路の自己インダクタンスは無視できるものとする。
Sを閉じてから十分な時間が経った後に、Sを開き、導体棒を静止させた。続いて、Sを閉じたとき、閉じた直後に導体棒に流れる電流の向きと導体棒の運動の組合せとして最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
- 導体棒に流れる電流の向き：電流は流れない 導体棒の運動：動かない
- 導体棒に流れる電流の向き：電流は流れない 導体棒の運動：左向きに動き始める
- 導体棒に流れる電流の向き：電流は流れない 導体棒の運動：右向きに動き始める
- 導体棒に流れる電流の向き：a→b 導体棒の運動：動かない
- 導体棒に流れる電流の向き：a→b 導体棒の運動：左向きに動き始める
- 導体棒に流れる電流の向き：a→b 導体棒の運動：右向きに動き始める
- 導体棒に流れる電流の向き：b→a 導体棒の運動：動かない
- 導体棒に流れる電流の向き：b→a 導体棒の運動：左向きに動き始める
- 導体棒に流れる電流の向き：b→a 導体棒の運動：右向きに動き始める
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この過去問の解説 （1件）
01
解答 導体棒に流れる電流の向き：a→b 導体棒の運動：右向きに動き始める
解説
導体棒が動いているとき、電流の向きはb→aです。
第4問-問1の解説の一部を引用します。
コンデンサーの放電時には充電されたときと逆向きに電流が流れるので、
この設問において導体棒に流れる電流の向きはa→bと判断できます。
導体棒に働く力の向きはフレミング左手の法則によって判断できます。
左手中指:電流の向き
左手人差し指:磁場の向き(紙面奥から手前)
左手親指:導体棒の移動方向(右方向)
以上より導体棒は右向きに動き始めることがわかります。
よって答えは
導体棒に流れる電流の向き：a→b
導体棒の運動：右向きに動き始める
となります。
この選択肢が正解となります。
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