整流子がコイルの回転を続けさせるしくみ

問題文

直流電源、固定されたブラシ、コイルと一体になって回転する整流子、長方形コイル、永久磁石でできた簡単な直流モーターを考える。磁石による磁場は一定で、コイルの左右の辺に電流が流れると、それぞれの辺は逆向きの力を受ける。この2つの力により、コイルには回転軸のまわりに回ろうとするはたらきが生じる。

この問題では、接点の切り替わりにかかる短い時間は無視できるものとする。整流子は、コイルが半回転するたびに、コイルを流れる電流の向きを逆にする働きをもつ。

次の各問いについて、最も適切な選択肢の番号を選べ。

問1
整流子がコイルを半回転するたびに電流の向きを逆にする主な理由として最も適切なものはどれか。

1. 電流を弱くして、コイルが速く回りすぎないようにするため
2. コイルを同じ向きに回転させようとするはたらきが続くようにするため
3. 磁石のN極とS極を入れ替えるため
4. 電源の電圧を半回転ごとに大きくするため

問2
整流子のかわりに、導線がねじれず、コイルに対する電流の向きが常に同じに保たれる接続を用いるとする。このとき、コイルが半回転した後に起こりやすいこととして最も適切なものはどれか。

1. コイルを同じ向きに回転させようとするはたらきが保たれ、回転が続きやすくなる
2. コイルを回転させようとするはたらきが逆向きになり、回転が続きにくくなる
3. 磁場がなくなり、コイルには力がはたらかなくなる
4. 電源の向きが自動的に逆になり、電流が必ず0になる

問3
直流モーターで、ブラシと整流子の組み合わせについて最も適切な説明はどれか。

1. ブラシはコイルと一体になって回転し、整流子は固定されている
2. ブラシも整流子もコイルと一体になって回転する
3. ブラシは固定され、整流子はコイルと一体になって回転する
4. ブラシも整流子も固定され、コイルだけが回転する

制約

なし

入力形式

問1、問2、問3の正しい選択肢番号をこの順に並べてできる自然数を入力する。