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(18) 29年 理科
ア
イ
I
日の出 日の入り
(@
a
b
(b)
a
b
a
b
@a
那覇-
静岡県
線Q
一線P
図13
・札幌
コイル C
40"
B
135
磁石-
130*
25
125 130" 135'140 145"
(注) P
日の入りの時刻が同じ地点を結んだ線である。
(b)
図12
6 運動とエネルギーに関する (1), (2)の問いに答えなさい。 (11点)
(1) 図12のように, 水平面との傾きが30℃の
斜面を水平な床に固定し、 斜面の上部に
モーターをつけ, 斜面上においた物体とモー
ターを、斜面に平行に張った糸で結ぶ。 モー
ターに電圧をかけ, 糸を等速で巻き上げて、
斜面にそって物体を50cm 引き上げる。 た
だし、糸の質量は無視でき, 物体と斜面と
の摩擦はないものとする。
① 図13は、図12で用いたモーター
のしくみを模式的に表したもの
である。 図13のⓐ,ⓑで示した
部分は,どのようなはたらきを
しているか。 次のア~エの中か
ら, そのはたらきとして適切な
ものを2つ選び, 記号で答えな
さい。
直流電源装置
「
e
in
線Q
モーターー
(a)
125
b
-
130
日の出または
Qは,それぞれ地図上のすべての地点の標高を0として,
札幌
磁石
那覇
ヒュ
135 140 145
半回転後
斜面
50cm
電流計
コイルー
線戸
磁石-
糸
1457
30
407
30"
1,30m
物体
B
アコイルABCDが, 一定方向に回転するようにする。
イ導線ABにはたらく力が、常に同じ向きであるようにする。
ウ導線BCに,常に電流が流れるようにする。
エ導線CDに流れる電流の向きが,半回転するごとに,逆になるようにする。
②物体を斜面にそって等速で引き上げたとき, モーターにかけた電圧は3.0Vで, 流れた
電流は250mAだった。 モーターの消費電力は何Wか。 計算して答えなさい。
⑥③ 次の
の中に示したKさんとS先生の会話を読み, a, bの問いに答えなさい。
1
S先生 図12において, 物体が等速で斜面にそって運動するときの, 糸が物体を引く
力の大きさを計算で求めるにはどう考えたらよいでしょうか。
Kさん : 物体を同じ高さまで引き上げるときに必要な仕事の大きさは、斜面を使う場
合と,真上に直接引き上げる場合とでは変わりません。 したがって, 物体を
この斜面にそって引き上げる距離は,直接引き上げる距離のあ) 倍に
なりますが、糸が物体を引く力の大きさは、 直接引き上げる力の大きさの
(1/⑩ 倍になります。 直接引き上げる力は重力の大きさと等しければよ
いので、糸が物体を引く力の大きさを計算で求めることができます。