<?xml version="1.0" encoding="iso-8859-1" ?> 
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.1 plus MathML 2.0//EN" 
"http://www.w3.org/Math/DTD/mathml2/xhtml-math11-f.dtd" > 
<?xml-stylesheet type="text/css" href="SOLUTIONS17.css"?> 
<html  
xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"  
><head><title></title> 
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=iso-8859-1" /> 
<meta name="generator" content="TeX4ht (http://www.cse.ohio-state.edu/~gurari/TeX4ht/mn.html)" /> 
<meta name="originator" content="TeX4ht (http://www.cse.ohio-state.edu/~gurari/TeX4ht/mn.html)" /> 
<!-- html,mathml-,xhtml,mozilla --> 
<meta name="src" content="SOLUTIONS17.tex" /> 
<meta name="date" content="2007-03-29 07:27:00" /> 
<link rel="stylesheet" type="text/css" href="SOLUTIONS17.css" /> 
</head><body 
>
   <h3 class="likesectionHead"><a 
 id="x1-1000"></a>Homework Solutions</h3>
<!--l. 21--><p class="noindent"><span 
class="cmbx-10">198</span>
<br class="newline" />
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 23--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                                  <msub><mrow 
><mi 
mathvariant="script">&#x2131;</mi></mrow><mrow 
><mi 
>B</mi></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mstyle mathvariant="bold"><mi 
>B</mi></mstyle> <mo 
class="MathClass-punc">&#x22C5;</mo><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>k</mi></mstyle><mi 
>&#x03C0;</mi><msup><mrow 
><mi 
>a</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>B</mi></mrow><mrow 
>
<mi 
>z</mi></mrow></msub 
> <mi 
>&#x03C0;</mi><msup><mrow 
><mi 
>a</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mi 
>&#x03B2;</mi><mi 
>t</mi><mi 
>&#x03C0;</mi><msup><mrow 
><mi 
>a</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
>
</math>
<!--l. 23--><p class="nopar"> is the &#xFB02;ux through the circuit upon which the charges are embedded.
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 25--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                                      <mi 
mathvariant="script">&#x2130;</mi> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mfrac><mrow> <mi 
>d</mi></mrow>
<mrow><mi 
>d</mi><mi 
>t</mi></mrow></mfrac><msub><mrow 
><mi 
mathvariant="script">&#x2131;</mi></mrow><mrow 
><mi 
>B</mi></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mi 
>&#x03B2;</mi><mi 
>&#x03C0;</mi><msup><mrow 
><mi 
>a</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
>
</math>
<!--l. 25--><p class="nopar"> which creates an induced electric &#xFB01;eld along the perimeter
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 27--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                                <msub><mrow 
><mo mathsize="big" 
>&#x222E;</mo>
 <!--nolimits--></mrow><mrow 
><mi 
>C</mi></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>E</mi></mstyle></mrow><mrow 
><mi 
>e</mi><mi 
>q</mi><mi 
>u</mi><mi 
>i</mi><mi 
>v</mi></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-punc">&#x22C5;</mo> <mi 
>d</mi><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>r</mi></mstyle> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mi 
>&#x03B2;</mi><mi 
>&#x03C0;</mi><msup><mrow 
><mi 
>a</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mo 
class="MathClass-rel">&#x2223;</mo><msub><mrow 
><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>E</mi></mstyle></mrow><mrow 
>
<mi 
>i</mi><mi 
>n</mi><mi 
>d</mi></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-rel">&#x2223;</mo><mn>2</mn><mi 
>&#x03C0;</mi><mi 
>a</mi>
</math>
<!--l. 27--><p class="nopar"> that points counter-clockwise around the loop upon which the charges are embedded. This &#xFB01;eld exerts a force and a torque
on each charge;

<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 29--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
             <mstyle mathvariant="bold"><mi 
>N</mi></mstyle> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mstyle mathvariant="bold"><mi 
>r</mi></mstyle> <mo 
class="MathClass-bin">&#x00D7;</mo><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>F</mi></mstyle> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mi 
>q</mi><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>r</mi></mstyle> <mo 
class="MathClass-bin">&#x00D7;</mo><msub><mrow 
><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>E</mi></mstyle></mrow><mrow 
><mi 
>i</mi><mi 
>n</mi><mi 
>d</mi></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mi 
>N</mi><mi 
>q</mi> <mi 
>a</mi><mo 
class="MathClass-open">(</mo><mo 
class="MathClass-op">cos</mo><!--nolimits--><mi 
>&#x03B8;</mi><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>i</mi></mstyle> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo><mo 
class="MathClass-op"> sin</mo><!--nolimits--><mi 
>&#x03B8;</mi><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>j</mi></mstyle><mo 
class="MathClass-close">)</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x00D7;</mo> <mo 
class="MathClass-open">(</mo><mfrac><mrow><mi 
>&#x03B2;</mi><mi 
>&#x03C0;</mi><msup><mrow 
><mi 
>a</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
></mrow>
 <mrow><mn>2</mn><mi 
>&#x03C0;</mi><mi 
>a</mi></mrow></mfrac> <mo 
class="MathClass-close">)</mo><mo 
class="MathClass-open">(</mo><mo 
class="MathClass-op">sin</mo><!--nolimits--><mi 
>&#x03B8;</mi><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>i</mi></mstyle> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mo 
class="MathClass-op"> cos</mo><!--nolimits--><mi 
>&#x03B8;</mi><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>j</mi></mstyle><mo 
class="MathClass-close">)</mo> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mfrac><mrow><mi 
>q</mi><mi 
>N</mi><mi 
>&#x03B2;</mi><msup><mrow 
><mi 
>a</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
></mrow>
     <mrow><mn>2</mn></mrow></mfrac>    <mstyle mathvariant="bold"><mi 
>k</mi></mstyle>
</math>
<!--l. 29--><p class="nopar"> This will provide an angular acceleration
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 31--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                        <mstyle mathvariant="bold"><mi 
>N</mi></mstyle> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mi 
>I</mi><mi 
>&#x03B1;</mi><mo 
class="MathClass-open">(</mo><mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>k</mi></mstyle><mo 
class="MathClass-close">)</mo> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <mn>1</mn></mrow> 
<mrow><mn>2</mn></mrow></mfrac><mi 
>m</mi><msup><mrow 
><mi 
>b</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
><mi 
>&#x03B1;</mi><mo 
class="MathClass-open">(</mo><mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>k</mi></mstyle><mo 
class="MathClass-close">)</mo> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <mn>1</mn></mrow> 
<mrow><mn>2</mn></mrow></mfrac><mi 
>m</mi><msup><mrow 
><mi 
>b</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
><mi 
>&#x03B1;</mi><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="2em" class="qquad"/><mi 
>&#x03B1;</mi> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <mi 
>d</mi><mi 
>&#x03C9;</mi></mrow> 
<mrow><mi 
>d</mi><mi 
>t</mi></mrow></mfrac> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <mi 
>q</mi><mi 
>N</mi><mi 
>&#x03B2;</mi><msup><mrow 
><mi 
>a</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
></mrow> 
  <mrow><mi 
>m</mi><msup><mrow 
><mi 
>b</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
></mrow></mfrac>
</math>
<!--l. 31--><p class="nopar"> and so the spin rate at time <!--l. 32--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mi 
>t</mi></math>
will be
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 33--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                                        <mi 
>&#x03C9;</mi> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mi 
>&#x03B1;</mi><mi 
>t</mi> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <mi 
>q</mi><mi 
>N</mi><mi 
>&#x03B2;</mi><msup><mrow 
><mi 
>a</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
></mrow> 
  <mrow><mi 
>m</mi><msup><mrow 
><mi 
>b</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
></mrow></mfrac>   <mi 
>t</mi>
</math>
<!--l. 33--><p class="nopar">
</p><!--l. 36--><p class="noindent"><span 
class="cmbx-10">199</span>
<br class="newline" />Let <!--l. 38--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>i</mi></mstyle></math> point right,
<!--l. 38--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>j</mi></mstyle></math> point up and
<!--l. 38--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>k</mi></mstyle></math> point out. At
a distance <!--l. 38--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mi 
>r</mi></math>
from the long wire the &#xFB01;eld of the wire is

<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 39--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                                          <mstyle mathvariant="bold"><mi 
>B</mi></mstyle> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>&#x03BC;</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><mi 
>I</mi></mrow> 
<mrow><mn>2</mn><mi 
>&#x03C0;</mi><mi 
>r</mi></mrow></mfrac><mo 
class="MathClass-open">(</mo><mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>k</mi></mstyle><mo 
class="MathClass-close">)</mo>
</math>
<!--l. 39--><p class="nopar">and the &#xFB02;ux through a horizontal strip of area <!--l. 40--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mi 
>d</mi><mi 
>A</mi> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mi 
>a</mi><mi 
>d</mi><mi 
>r</mi></math>
within the enclosed rectangle between <!--l. 40--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mi 
>r</mi></math>
and <!--l. 40--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mi 
>r</mi> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <mi 
>d</mi><mi 
>r</mi></math> is (taking its
normal to be <!--l. 40--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>n</mi></mstyle> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>k</mi></mstyle></math>)
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 41--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                 <mi 
>d</mi><msub><mrow 
><mi 
mathvariant="script">&#x2131;</mi></mrow><mrow 
><mi 
>B</mi></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>&#x03BC;</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><mi 
>I</mi></mrow> 
<mrow><mn>2</mn><mi 
>&#x03C0;</mi><mi 
>r</mi></mrow></mfrac><mo 
class="MathClass-open">(</mo><mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>k</mi></mstyle><mo 
class="MathClass-close">)</mo> <mo 
class="MathClass-punc">&#x22C5;</mo> <mo 
class="MathClass-open">(</mo><mi 
>a</mi><mi 
>d</mi><mi 
>r</mi> <mo 
class="MathClass-open">(</mo><mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>k</mi></mstyle><mo 
class="MathClass-close">)</mo><mo 
class="MathClass-close">)</mo><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="2em" class="qquad"/><msub><mrow 
><mi 
mathvariant="script">&#x2131;</mi></mrow><mrow 
><mi 
>B</mi></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><msubsup><mrow 
><mo 
class="MathClass-op"> &#x222B;
 <!--nolimits--></mo><!--nolimits--></mrow><mrow 
><mi 
>x</mi></mrow><mrow 
><mi 
>x</mi><mo 
class="MathClass-bin">+</mo><mi 
>b</mi></mrow></msubsup 
><mfrac><mrow><msub><mrow 
><mi 
>&#x03BC;</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><mi 
>I</mi></mrow>
<mrow><mn>2</mn><mi 
>&#x03C0;</mi><mi 
>r</mi></mrow></mfrac><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>k</mi></mstyle> <mo 
class="MathClass-punc">&#x22C5;</mo> <mo 
class="MathClass-open">(</mo><mi 
>a</mi><mi 
>d</mi><mi 
>r</mi><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>k</mi></mstyle><mo 
class="MathClass-close">)</mo> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>&#x03BC;</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><mi 
>I</mi><mi 
>a</mi></mrow> 
 <mrow><mn>2</mn><mi 
>&#x03C0;</mi></mrow></mfrac>  <mo 
class="MathClass-op">ln</mo><!--nolimits--><mfrac><mrow> <mi 
>x</mi> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <mi 
>b</mi></mrow> 
  <mrow><mi 
>x</mi></mrow></mfrac>
</math>
<!--l. 41--><p class="nopar"> The emf induced in the circuit is
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 43--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                   <mi 
mathvariant="script">&#x2130;</mi> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><msub><mrow 
><mo mathsize="big" 
> &#x222E;</mo>
  <!--nolimits--></mrow><mrow 
><mi 
>C</mi></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>E</mi></mstyle></mrow><mrow 
><mi 
>e</mi><mi 
>q</mi><mi 
>u</mi><mi 
>i</mi><mi 
>v</mi></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-punc">&#x22C5;</mo> <mi 
>d</mi><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>r</mi></mstyle> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mfrac><mrow> <mi 
>d</mi></mrow>
<mrow><mi 
>d</mi><mi 
>t</mi></mrow></mfrac><msub><mrow 
><mi 
mathvariant="script">&#x2131;</mi></mrow><mrow 
><mi 
>B</mi></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mfrac><mrow><msub><mrow 
><mi 
>&#x03BC;</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><mi 
>I</mi><mi 
>a</mi></mrow>
 <mrow><mn>2</mn><mi 
>&#x03C0;</mi></mrow></mfrac>  <mstyle mathsize="1.61em"><mfenced separators="" 
open="("  close="" ><mrow></mrow></mfenced></mstyle><mfrac><mrow>  <mi 
>v</mi></mrow> 
<mrow><mi 
>x</mi> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <mi 
>b</mi></mrow></mfrac> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mfrac><mrow> <mi 
>v</mi></mrow> 
<mrow><mi 
>x</mi></mrow></mfrac><mstyle mathsize="1.61em"><mfenced separators="" 
open=")"  close="" ><mrow></mrow></mfenced></mstyle><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="2em" class="qquad"/><mfrac><mrow><mi 
>d</mi><mi 
>x</mi></mrow> 
<mrow><mi 
>d</mi><mi 
>t</mi></mrow></mfrac> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mi 
>v</mi><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="1em" class="quad"/><mi 
>x</mi> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mi 
>r</mi> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mfrac><mrow> <mi 
>b</mi></mrow> 
<mrow><mn>2</mn></mrow></mfrac>
</math>
<!--l. 43--><p class="nopar"> and so we see that the induced electric &#xFB01;eld within the wires opposes the directed arc lengths
<!--l. 44--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mi 
>d</mi><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>r</mi></mstyle></math>, which
with our choice of normal circulate counterclockwise. The induced electric &#xFB01;eld and induced currents driven by it circulate
around the rectangler clockwise, passing through the bar from right to left.
<br class="newline" />The force needed to move the bar at constant speed does work at a rate equal to the rate of heat creation in the resistant
elements of the loop;

<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 46--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                                    <mstyle mathvariant="bold"><mi 
>F</mi></mstyle><mo 
class="MathClass-punc">&#x22C5;</mo><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>v</mi></mstyle> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mi 
>F</mi><mi 
>v</mi> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mi 
>R</mi><msubsup><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mi 
>i</mi><mi 
>n</mi><mi 
>d</mi><mi 
>u</mi><mi 
>c</mi><mi 
>e</mi><mi 
>d</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msubsup 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <msup><mrow 
><mi 
mathvariant="script">&#x2130;</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
></mrow> 
 <mrow><mi 
>R</mi></mrow></mfrac>
</math>
<!--l. 46--><p class="nopar">
</p><!--l. 48--><p class="noindent"><span 
class="cmbx-10">200</span>
<br class="newline" />Let <!--l. 50--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>i</mi></mstyle></math> point right,
<!--l. 50--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>j</mi></mstyle></math> point up and
<!--l. 50--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>k</mi></mstyle></math> point out. At
a distance <!--l. 50--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mi 
>r</mi></math>
from the long wire the &#xFB01;eld of the wire is
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 51--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                                         <mstyle mathvariant="bold"><mi 
>B</mi></mstyle> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>&#x03BC;</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><mi 
>I</mi><mo 
class="MathClass-open">(</mo><mi 
>t</mi><mo 
class="MathClass-close">)</mo></mrow> 
  <mrow><mn>2</mn><mi 
>&#x03C0;</mi><mi 
>r</mi></mrow></mfrac>  <mo 
class="MathClass-open">(</mo><mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>k</mi></mstyle><mo 
class="MathClass-close">)</mo>
</math>
<!--l. 51--><p class="nopar">and the &#xFB02;ux through a horizontal strip of area <!--l. 52--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mi 
>d</mi><mi 
>A</mi> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mi 
>c</mi><mi 
>d</mi><mi 
>r</mi></math>
within the enclosed rectangle between <!--l. 52--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mi 
>r</mi></math>
and <!--l. 52--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mi 
>r</mi> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <mi 
>d</mi><mi 
>r</mi></math> is (taking its
normal to be <!--l. 52--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>n</mi></mstyle> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>k</mi></mstyle></math>)
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 53--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
            <mi 
>d</mi><msub><mrow 
><mi 
mathvariant="script">&#x2131;</mi></mrow><mrow 
><mi 
>B</mi></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>&#x03BC;</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><mi 
>I</mi><mo 
class="MathClass-open">(</mo><mi 
>t</mi><mo 
class="MathClass-close">)</mo></mrow> 
  <mrow><mn>2</mn><mi 
>&#x03C0;</mi><mi 
>r</mi></mrow></mfrac>  <mo 
class="MathClass-open">(</mo><mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>k</mi></mstyle><mo 
class="MathClass-close">)</mo> <mo 
class="MathClass-punc">&#x22C5;</mo> <mo 
class="MathClass-open">(</mo><mi 
>c</mi><mi 
>d</mi><mi 
>r</mi> <mo 
class="MathClass-open">(</mo><mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>k</mi></mstyle><mo 
class="MathClass-close">)</mo><mo 
class="MathClass-close">)</mo><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="2em" class="qquad"/><msub><mrow 
><mi 
mathvariant="script">&#x2131;</mi></mrow><mrow 
><mi 
>B</mi></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><msubsup><mrow 
><mo 
class="MathClass-op"> &#x222B;
 <!--nolimits--></mo><!--nolimits--></mrow><mrow 
><mi 
>a</mi></mrow><mrow 
><mi 
>a</mi><mo 
class="MathClass-bin">+</mo><mi 
>b</mi></mrow></msubsup 
><mfrac><mrow><msub><mrow 
><mi 
>&#x03BC;</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><mi 
>N</mi><mi 
>I</mi><mo 
class="MathClass-open">(</mo><mi 
>t</mi><mo 
class="MathClass-close">)</mo></mrow>
   <mrow><mn>2</mn><mi 
>&#x03C0;</mi><mi 
>r</mi></mrow></mfrac>   <mstyle mathvariant="bold"><mi 
>k</mi></mstyle> <mo 
class="MathClass-punc">&#x22C5;</mo> <mo 
class="MathClass-open">(</mo><mi 
>c</mi><mi 
>d</mi><mi 
>r</mi><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>k</mi></mstyle><mo 
class="MathClass-close">)</mo> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>&#x03BC;</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><mi 
>N</mi><mi 
>I</mi><mo 
class="MathClass-open">(</mo><mi 
>t</mi><mo 
class="MathClass-close">)</mo><mi 
>c</mi></mrow> 
    <mrow><mn>2</mn><mi 
>&#x03C0;</mi></mrow></mfrac>    <mo 
class="MathClass-op">ln</mo><!--nolimits--><mfrac><mrow> <mi 
>a</mi> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <mi 
>b</mi></mrow> 
  <mrow><mi 
>a</mi></mrow></mfrac>
</math>
<!--l. 53--><p class="nopar"> The emf induced in the circuit is

<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 55--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
     <mi 
mathvariant="script">&#x2130;</mi> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mfrac><mrow> <mi 
>d</mi></mrow>
<mrow><mi 
>d</mi><mi 
>t</mi></mrow></mfrac><msub><mrow 
><mi 
mathvariant="script">&#x2131;</mi></mrow><mrow 
><mi 
>B</mi></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-open">(</mo><mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mfrac><mrow><mi 
>d</mi><mi 
>I</mi></mrow>
<mrow><mi 
>d</mi><mi 
>t</mi></mrow></mfrac> <mo 
class="MathClass-close">)</mo><mfrac><mrow><msub><mrow 
><mi 
>&#x03BC;</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><mi 
>c</mi></mrow>
<mrow><mn>2</mn><mi 
>&#x03C0;</mi></mrow></mfrac> <mo 
class="MathClass-op">ln</mo><!--nolimits--><mfrac><mrow> <mi 
>a</mi> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <mi 
>b</mi></mrow> 
  <mrow><mi 
>a</mi></mrow></mfrac>   <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mo 
class="MathClass-open">(</mo><mn>1</mn><mn>0</mn><mn>0</mn><mi 
>A</mi><mo 
class="MathClass-close">)</mo><mo 
class="MathClass-open">(</mo><mn>1</mn><mn>2</mn><mn>0</mn><mi 
>&#x03C0;</mi><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow> 
<mrow><mi 
>s</mi></mrow></mfrac><mo 
class="MathClass-close">)</mo><mo 
class="MathClass-op">cos</mo><!--nolimits--><mo 
class="MathClass-open">(</mo><mn>1</mn><mn>2</mn><mn>0</mn><mi 
>&#x03C0;</mi><mi 
>t</mi><mo 
class="MathClass-close">)</mo><mfrac><mrow><msub><mrow 
><mi 
>&#x03BC;</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><mi 
>N</mi><mi 
>c</mi></mrow>
  <mrow><mn>2</mn><mi 
>&#x03C0;</mi></mrow></mfrac>  <mo 
class="MathClass-op">ln</mo><!--nolimits--><mfrac><mrow> <mi 
>a</mi> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <mi 
>b</mi></mrow> 
  <mrow><mi 
>a</mi></mrow></mfrac>   <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mn>1</mn><mn>0</mn><mn>1</mn><mo 
class="MathClass-punc">.</mo><mn>3</mn><mn>2</mn><mi 
>V</mi> <mo 
class="MathClass-op">cos</mo><!--nolimits--><mo 
class="MathClass-open">(</mo><mfrac><mrow><mn>1</mn><mn>2</mn><mn>0</mn><mi 
>&#x03C0;</mi></mrow>
  <mrow><mi 
>s</mi></mrow></mfrac>  <mi 
>t</mi><mo 
class="MathClass-close">)</mo>
</math>
<!--l. 55--><p class="nopar">   <span 
class="cmbx-10">204</span>
<br class="newline" />Pick <!--l. 61--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>n</mi></mstyle></math> out,
then <!--l. 61--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mi 
>d</mi><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>r</mi></mstyle></math> are
CCW;
<br class="newline" />
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 62--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
              <msub><mrow 
><mi 
mathvariant="script">&#x2131;</mi></mrow><mrow 
><mi 
>B</mi></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>B</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><msup><mrow 
><mi 
>d</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
> <mo 
class="MathClass-op"> cos</mo><!--nolimits--><mi 
>&#x03C9;</mi><mi 
>t</mi><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="1em" class="quad"/><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>E</mi></mstyle> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mfrac><mrow> <mi 
>d</mi></mrow>
<mrow><mi 
>d</mi><mi 
>t</mi></mrow></mfrac><msub><mrow 
><mi 
>B</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><msup><mrow 
><mi 
>d</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
> <mo 
class="MathClass-op"> cos</mo><!--nolimits--><mi 
>&#x03C9;</mi><mi 
>t</mi> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>B</mi></mrow><mrow 
>
<mn>0</mn></mrow></msub 
><msup><mrow 
><mi 
>d</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
><mi 
>&#x03C9;</mi> <mo 
class="MathClass-op">sin</mo><!--nolimits--><mi 
>&#x03C9;</mi><mi 
>t</mi><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="1em" class="quad"/><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
>
<mi 
>i</mi><mi 
>n</mi><mi 
>d</mi></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>B</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><msup><mrow 
><mi 
>d</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
><mi 
>&#x03C9;</mi></mrow> 
 <mrow><msqrt><mrow><mn>2</mn></mrow></msqrt><mi 
>R</mi></mrow></mfrac> <mspace width="1em" class="quad"/><!--mstyle 
class="mbox"--><mtext >at</mtext><!--/mstyle--><mspace width="1em" class="quad"/><mi 
>t</mi> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mn>0</mn><mo 
class="MathClass-punc">.</mo><mn>2</mn><mn>5</mn><mi 
>s</mi>
</math>
<!--l. 62--><p class="nopar"> This current &#xFB02;ows CCW, to the right through the bar, so the magnetic force on the bar is (at
<!--l. 63--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mi 
>t</mi> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mn>0</mn><mo 
class="MathClass-punc">.</mo><mn>2</mn><mn>5</mn><mi 
>s</mi></math>)
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 64--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                               <mstyle mathvariant="bold"><mi 
>F</mi></mstyle> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>B</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><msup><mrow 
><mi 
>d</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
><mi 
>&#x03C9;</mi></mrow> 
 <mrow><msqrt><mrow><mn>2</mn></mrow></msqrt><mi 
>R</mi></mrow></mfrac> <mstyle mathvariant="bold"><mi 
>i</mi></mstyle> <mo 
class="MathClass-bin">&#x00D7;</mo> <msub><mrow 
><mi 
>B</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><mfrac><mrow>  <mn>1</mn></mrow> 
<mrow><msqrt><mrow><mn>2</mn></mrow></msqrt></mrow></mfrac><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>k</mi></mstyle><mi 
>d</mi> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <msubsup><mrow 
><mi 
>B</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msubsup 
><msup><mrow 
><mi 
>d</mi></mrow><mrow 
><mn>3</mn></mrow></msup 
><mi 
>&#x03C9;</mi></mrow> 
  <mrow><mn>2</mn><mi 
>R</mi></mrow></mfrac>   <mo 
class="MathClass-open">(</mo><mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>j</mi></mstyle><mo 
class="MathClass-close">)</mo>
</math>
<!--l. 64--><p class="nopar"> and <span 
class="cmbx-10">you must apply the opposite force to hold the bar still</span>. You were asked to use
<!--l. 65--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mi 
>R</mi> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mn>1</mn><mo 
class="MathClass-punc">.</mo><mn>0</mn><mi 
>&#x03A9;</mi></math> in your
calculation.
<br class="newline" />  <span 
class="cmbx-10">208</span>
<br class="newline" />We know that the self inductance is proportional to <!--l. 71--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><msup><mrow 
><mi 
>N</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
></math>;

<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 72--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                                            <mi 
mathvariant="script">&#x2131;</mi> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msup><mrow 
><mi 
>N</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
><msub><mrow 
><mi 
mathvariant="script">&#x2131;</mi></mrow><mrow 
>
<mn>0</mn></mrow></msub 
>
</math>
<!--l. 72--><p class="nopar"> so <!--l. 73--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><msub><mrow 
><mi 
mathvariant="script">&#x2131;</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
></math> is the
&#xFB02;ux per turn, then
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 74--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                 <mn>3</mn> <mo 
class="MathClass-bin">&#x00D7;</mo> <mn>1</mn><msup><mrow 
><mn>0</mn></mrow><mrow 
><mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mn>3</mn></mrow></msup 
><mi 
>V</mi> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-rel">&#x2223;</mo><mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo> <msub><mrow 
><mi 
>L</mi></mrow><mrow 
>
<mn>0</mn></mrow></msub 
><msup><mrow 
><mi 
>N</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
> <mo 
class="MathClass-open">(</mo><mn>5</mn><mo 
class="MathClass-punc">.</mo><mn>0</mn><mfrac><mrow><mi 
>A</mi></mrow>
<mrow><mi 
>s</mi></mrow></mfrac> <mo 
class="MathClass-close">)</mo><mo 
class="MathClass-rel">&#x2223;</mo><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="1em" class="quad"/><msub><mrow 
><mi 
mathvariant="script">&#x2131;</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mn>4</mn> <mo 
class="MathClass-bin">&#x00D7;</mo> <mn>1</mn><msup><mrow 
><mn>0</mn></mrow><mrow 
><mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mn>5</mn></mrow></msup 
><mi 
>W</mi><mi 
>b</mi> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <mi 
mathvariant="script">&#x2131;</mi></mrow> 
<mrow><mi 
>N</mi></mrow></mfrac> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <mi 
>L</mi><mi 
>I</mi></mrow> 
<mrow><mi 
>N</mi></mrow></mfrac>  <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>L</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><mi 
>N</mi><mo 
class="MathClass-open">(</mo><mn>8</mn><mo 
class="MathClass-punc">.</mo><mn>0</mn><mi 
>A</mi><mo 
class="MathClass-close">)</mo>
</math>
<!--l. 74--><p class="nopar"> therefore
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 76--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                            <mn>5</mn><mo 
class="MathClass-punc">.</mo><mn>0</mn> <mo 
class="MathClass-bin">&#x00D7;</mo> <mn>1</mn><msup><mrow 
><mn>0</mn></mrow><mrow 
><mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mn>6</mn></mrow></msup 
><mfrac><mrow><mi 
>W</mi><mi 
>b</mi></mrow> 
 <mrow><mi 
>A</mi></mrow></mfrac>  <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>L</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><mi 
>N</mi><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="2em" class="qquad"/><mn>2</mn><mn>5</mn> <mo 
class="MathClass-bin">&#x00D7;</mo> <mn>1</mn><msup><mrow 
><mn>0</mn></mrow><mrow 
><mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mn>1</mn><mn>2</mn></mrow></msup 
><mfrac><mrow><mi 
>W</mi><msup><mrow 
><mi 
>b</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
></mrow> 
 <mrow><msup><mrow 
><mi 
>A</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
></mrow></mfrac>   <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msubsup><mrow 
><mi 
>L</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msubsup 
><msup><mrow 
><mi 
>N</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
>
</math>
<!--l. 76--><p class="nopar"> so divide
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 78--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                                <msub><mrow 
><mi 
>L</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <mn>2</mn><mn>5</mn> <mo 
class="MathClass-bin">&#x00D7;</mo> <mn>1</mn><msup><mrow 
><mn>0</mn></mrow><mrow 
><mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mn>1</mn><mn>2</mn></mrow></msup 
><mfrac><mrow><mi 
>W</mi><msup><mrow 
><mi 
>b</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
></mrow> 
 <mrow><msup><mrow 
><mi 
>A</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
></mrow></mfrac>  </mrow> 
     <mrow><mfrac><mrow> <mn>3</mn><mo 
class="MathClass-bin">&#x00D7;</mo><mn>1</mn><msup><mrow 
><mn>0</mn></mrow><mrow 
><mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mn>3</mn></mrow></msup 
><mi 
>V</mi> <mi 
>s</mi></mrow>
    <mrow><mn>5</mn><mi 
>A</mi></mrow></mfrac></mrow></mfrac>          <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mn>4</mn><mo 
class="MathClass-punc">.</mo><mn>1</mn><mn>7</mn> <mo 
class="MathClass-bin">&#x00D7;</mo> <mn>1</mn><msup><mrow 
><mn>0</mn></mrow><mrow 
><mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mn>8</mn></mrow></msup 
><mi 
>H</mi>
</math>
<!--l. 78--><p class="nopar"> <span 
class="cmbx-10">210</span>
<br class="newline" />Call the radius in question <!--l. 82--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mi 
>c</mi></math>;
the &#xFB01;eld at <!--l. 82--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mi 
>r</mi></math>
for <!--l. 82--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mi 
>a</mi> <mo 
class="MathClass-rel">&#x2264;</mo> <mi 
>r</mi> <mo 
class="MathClass-rel">&#x2264;</mo> <mi 
>b</mi></math> is
<!--l. 82--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mo 
class="MathClass-rel">&#x2223;</mo><mstyle mathvariant="bold"><mi 
>B</mi></mstyle><mo 
class="MathClass-rel">&#x2223;</mo> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>&#x03BC;</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><mi 
>I</mi></mrow> 
<mrow><mn>2</mn><mi 
>&#x03C0;</mi><mi 
>r</mi></mrow></mfrac></math>;
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 83--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" ><mfrac><mrow>
                        <mn>1</mn></mrow>
<mrow><mn>2</mn></mrow></mfrac><msubsup><mrow 
><mo 
class="MathClass-op">&#x222B;
  <!--nolimits--></mo><!--nolimits--></mrow><mrow 
><mi 
>a</mi></mrow><mrow 
><mi 
>b</mi></mrow></msubsup 
><mfrac><mrow><msub><mrow 
><mi 
>&#x03BC;</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><msup><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
><mi 
>&#x2113;</mi></mrow>

 <mrow><mn>4</mn><mi 
>&#x03C0;</mi><msup><mrow 
><mi 
>r</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
></mrow></mfrac> <mi 
>r</mi><mi 
>d</mi><mi 
>r</mi> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><msubsup><mrow 
><mo 
class="MathClass-op"> &#x222B;
 <!--nolimits--></mo><!--nolimits--></mrow><mrow 
><mi 
>a</mi></mrow><mrow 
><mi 
>c</mi></mrow></msubsup 
><mfrac><mrow><msub><mrow 
><mi 
>&#x03BC;</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><msup><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
><mi 
>&#x2113;</mi></mrow>
 <mrow><mn>4</mn><mi 
>&#x03C0;</mi><msup><mrow 
><mi 
>r</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msup 
></mrow></mfrac>  <mi 
>r</mi><mi 
>d</mi><mi 
>r</mi><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="2em" class="qquad"/><mo 
class="MathClass-op">ln</mo><!--nolimits--><msqrt><mrow><mfrac><mrow> <mi 
>b</mi></mrow>
<mrow><mi 
>a</mi></mrow></mfrac></mrow></msqrt> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mo 
class="MathClass-op"> ln</mo><!--nolimits--><mfrac><mrow> <mi 
>c</mi></mrow> 
<mrow><mi 
>a</mi></mrow></mfrac><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="1em" class="quad"/><mi 
>c</mi> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msqrt><mrow><mi 
>a</mi><mi 
>b</mi></mrow></msqrt>
</math>
<!--l. 83--><p class="nopar">
</p><!--l. 85--><p class="noindent">Very long after closing the switch, all currents stop changing, so the loop equations
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 87--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                             <msub><mrow 
><mi 
>L</mi></mrow><mrow 
><mn>1</mn></mrow></msub 
><mfrac><mrow> <mi 
>d</mi></mrow> 
<mrow><mi 
>d</mi><mi 
>t</mi></mrow></mfrac><mo 
class="MathClass-open">(</mo><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-close">)</mo> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mn>0</mn> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="2em" class="qquad"/><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
>
</math>
<!--l. 87--><p class="nopar">
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 88--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                         <mo 
class="MathClass-bin">+</mo><msub><mrow 
><mi 
>L</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
><mfrac><mrow> <mi 
>d</mi></mrow> 
<mrow><mi 
>d</mi><mi 
>t</mi></mrow></mfrac><mo 
class="MathClass-open">(</mo><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-close">)</mo> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mn>0</mn> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="1em" class="quad"/><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mfrac><mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
></mrow>
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
>
</math>
<!--l. 88--><p class="nopar">(since we pass through the inductors <!--l. 89--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><msub><mrow 
><mi 
>L</mi></mrow><mrow 
><mi 
>i</mi></mrow></msub 
></math>
in the senses opposing the currents through them for clockwise loop senses) and the junction rule
<!--l. 89--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
></math> overconstrain
the three currents <!--l. 89--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
></math>
and so <!--l. 89--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mn>0</mn></math>,
and so the big outer loop equation gives us

<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 90--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                              <msub><mrow 
><mi 
>V</mi> </mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="2em" class="qquad"/><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>V</mi> </mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac>
</math>
<!--l. 90--><p class="nopar">
</p><!--l. 92--><p class="noindent"><span 
class="cmbx-10">211</span>
<br class="newline" />All currents are to the right or downwards, except we let
<!--l. 94--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
></math> be
upwards. No cuurent can &#xFB02;ow through either inductor instantly after closing the switch, and so we discard
any loop equation containing an inductor and the derivative of the current through it, and rely on junction
equations
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 95--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                                      <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="2em" class="qquad"/><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mn>0</mn><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="2em" class="qquad"/><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
>
</math>
<!--l. 95--><p class="nopar"> and one loop equation
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 97--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
               <msub><mrow 
><mi 
>V</mi> </mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-open">(</mo><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-close">)</mo><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="2em" class="qquad"/><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow>        <msub><mrow 
><mi 
>V</mi> </mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac>
</math>
<!--l. 97--><p class="nopar">
</p><!--l. 99--><p class="noindent">Very long after closing the switch, all currents stop changing, so the loop equations

<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 101--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                             <msub><mrow 
><mi 
>L</mi></mrow><mrow 
><mn>1</mn></mrow></msub 
><mfrac><mrow> <mi 
>d</mi></mrow> 
<mrow><mi 
>d</mi><mi 
>t</mi></mrow></mfrac><mo 
class="MathClass-open">(</mo><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-close">)</mo> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mn>0</mn> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="2em" class="qquad"/><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
>
</math>
<!--l. 101--><p class="nopar">
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 102--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                         <mo 
class="MathClass-bin">+</mo><msub><mrow 
><mi 
>L</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
><mfrac><mrow> <mi 
>d</mi></mrow> 
<mrow><mi 
>d</mi><mi 
>t</mi></mrow></mfrac><mo 
class="MathClass-open">(</mo><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-close">)</mo> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mn>0</mn> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="1em" class="quad"/><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mfrac><mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
></mrow>
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
>
</math>
<!--l. 102--><p class="nopar">(since we pass through the inductors <!--l. 103--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><msub><mrow 
><mi 
>L</mi></mrow><mrow 
><mi 
>i</mi></mrow></msub 
></math>
in the senses opposing the currents through them for clockwise loop senses) and the junction rule
<!--l. 103--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
></math> overconstrain
the three currents <!--l. 103--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
></math>
and so <!--l. 103--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mn>0</mn></math>,
and so the big outer loop equation gives us
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 104--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                              <msub><mrow 
><mi 
>V</mi> </mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="2em" class="qquad"/><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>V</mi> </mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac>
</math>
<!--l. 104--><p class="nopar">
</p><!--l. 107--><p class="noindent">Very long after closing the switch, all currents stop changing, so the loop equations

<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 109--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                            <msub><mrow 
><mi 
>L</mi></mrow><mrow 
><mn>1</mn></mrow></msub 
><mfrac><mrow> <mi 
>d</mi></mrow> 
<mrow><mi 
>d</mi><mi 
>t</mi></mrow></mfrac><mo 
class="MathClass-open">(</mo><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-close">)</mo> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mn>0</mn> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="2em" class="qquad"/><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mfrac><mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
></mrow>
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
>
</math>
<!--l. 109--><p class="nopar">
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 110--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                         <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><msub><mrow 
><mi 
>L</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
><mfrac><mrow> <mi 
>d</mi></mrow> 
<mrow><mi 
>d</mi><mi 
>t</mi></mrow></mfrac><mo 
class="MathClass-open">(</mo><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-close">)</mo> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mn>0</mn> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="1em" class="quad"/><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mfrac><mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
></mrow>
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
>
</math>
<!--l. 110--><p class="nopar">
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 111--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                             <msub><mrow 
><mi 
>V</mi> </mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo> <msub><mrow 
><mi 
>L</mi></mrow><mrow 
><mn>1</mn></mrow></msub 
><mfrac><mrow> <mi 
>d</mi></mrow> 
<mrow><mi 
>d</mi><mi 
>t</mi></mrow></mfrac><mo 
class="MathClass-open">(</mo><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-close">)</mo> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>V</mi> </mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <mn>0</mn> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
>
</math>
<!--l. 111--><p class="nopar"> and the junction rule
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 113--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                                         <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
>
</math>
<!--l. 113--><p class="nopar"> results in

<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 115--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                     <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><mfrac><mrow>   <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
></mrow>
<mrow><mn>1</mn> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac></mrow></mfrac> <mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="1em" class="quad"/><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac><mfrac><mrow>         <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><mn>1</mn> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac></mrow></mfrac> <mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="2em" class="qquad"/><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac><mfrac><mrow>         <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><mn>1</mn> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac></mrow></mfrac>
</math>
<!--l. 115--><p class="nopar"> and
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 117--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                                     <msub><mrow 
><mi 
>V</mi> </mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
><mstyle mathsize="1.61em"><mfenced separators="" 
open="("  close="" ><mrow></mrow></mfenced></mstyle><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo><mfrac><mrow>       <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><mn>1</mn> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>4</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>5</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac></mrow></mfrac> <mstyle mathsize="1.61em"><mfenced separators="" 
open=")"  close="" ><mrow></mrow></mfenced></mstyle>
</math>
<!--l. 117--><p class="nopar">
</p><!--l. 121--><p class="noindent"><span 
class="cmbx-10">213</span>
<br class="newline" />With <!--l. 123--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><msub><mrow 
><mi 
>S</mi></mrow><mrow 
><mn>1</mn></mrow></msub 
></math>
and <!--l. 123--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><msub><mrow 
><mi 
>S</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
></math>
closed for a long time, we have
<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 124--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                            <msub><mrow 
><mi 
>V</mi> </mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>1</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>1</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">+</mo> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mspace width="1em" class="quad"/> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo> <mi 
>L</mi><mfrac><mrow> <mi 
>d</mi></mrow>
<mrow><mi 
>d</mi><mi 
>t</mi></mrow></mfrac><mo 
class="MathClass-open">(</mo><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>1</mn></mrow></msub 
><mo 
class="MathClass-close">)</mo> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mn>0</mn> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>1</mn></mrow></msub 
><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>1</mn></mrow></msub 
>
</math>
<!--l. 124--><p class="nopar"> and so <!--l. 125--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>1</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mn>0</mn></math> and
<!--l. 125--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>V</mi> </mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac> </math>. Now open
<!--l. 125--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><msub><mrow 
><mi 
>S</mi></mrow><mrow 
><mn>1</mn></mrow></msub 
></math>. The current through
<!--l. 125--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><mi 
>L</mi></math> cannot abruptly change,
and so it remains at <!--l. 125--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo> <msub><mrow 
><mi 
>I</mi></mrow><mrow 
><mn>1</mn></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo><mfrac><mrow> <msub><mrow 
><mi 
>V</mi> </mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac> </math>
for an instant and steadily drops off. This current is forced by the emf of the inductor up through
<!--l. 125--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" ><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>1</mn></mrow></msub 
></math>, creating
a voltage

<!--tex4ht:inline--></p><!--l. 126--><math 
 xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" >
                           <msub><mrow 
><mi 
>V</mi> </mrow><mrow 
><mi 
>e</mi></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-bin">&#x2212;</mo> <msub><mrow 
><mi 
>V</mi> </mrow><mrow 
><mi 
>b</mi></mrow></msub 
> <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>1</mn></mrow></msub 
><mfrac><mrow><msub><mrow 
><mi 
>V</mi> </mrow><mrow 
><mn>0</mn></mrow></msub 
></mrow> 
<mrow><msub><mrow 
><mi 
>R</mi></mrow><mrow 
><mn>2</mn></mrow></msub 
></mrow></mfrac>  <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mn>1</mn><mn>0</mn><mo 
class="MathClass-punc">.</mo><mn>0</mn><mi 
>V</mi><mfrac><mrow> <mn>1</mn><mo 
class="MathClass-punc">.</mo><mn>0</mn> <mo 
class="MathClass-bin">&#x00D7;</mo> <mn>1</mn><msup><mrow 
><mn>0</mn></mrow><mrow 
><mn>6</mn></mrow></msup 
><mi 
>&#x03A9;</mi></mrow> 
 <mrow><mn>1</mn> <mo 
class="MathClass-bin">&#x00D7;</mo> <mn>1</mn><msup><mrow 
><mn>0</mn></mrow><mrow 
><mn>3</mn></mrow></msup 
><mi 
>&#x03A9;</mi></mrow></mfrac>  <mo 
class="MathClass-rel">=</mo> <mn>1</mn><mn>0</mn><mo 
class="MathClass-punc">,</mo><mn>0</mn><mn>0</mn><mn>0</mn><mi 
>V</mi>
</math>
<!--l. 126--><p class="nopar">
</p>
    
</body> 
</html> 



