ホイートストンブリッジです。（2）まではいいのですが（3）がどうしてもわからないです。 なぜ電流計が0だと（1）と電圧が同じになるんですか？ あとの計算でV1=80×10^-2 としてますが、これは（1）と流れる電流が同じということですよね？したら（1）のようにキルヒホッフ... 続きを読む

必修 11. 電流と磁場, 荷電粒子の運動 基礎問 電流と磁場 Ⅰ. 図1のように,長い導線を水平に南北方向に張り,そ の真下の距離 10 [cm] のところに小さな磁針を置いて、 導線に電流を流した。このとき,磁針のN極は西に 45° 振れて静止したことから,この場所での地球の磁場の強 さの水平成分は 25 〔A/m〕 であることがわかった。 (1) 導線にはどの向きに電流を流したか。 (2) 流した電流は何 〔A〕 だったか。 (3g) 次に導線を取り除き、かわりにコイルの頭を南北方向と垂直になるよ うに1巻きの円形コイルを置き、その中心の磁場が0となるようにした い。 円形コイルの半径を20〔cm〕 とすると, コイルに流すべき電流の強 79 さは何 〔A〕か。 ⅡI. 図2のように、紙面に垂直な導線P, Qに同じ強さIの 直線電流が流れている。Pの電流は紙面の裏から表に向か う向きに,Qの電流はPと逆向きに流れている。導線P. Qからの距離がともに4の紙面上の点Xに生じる磁場の (福岡大改・愛媛大) 強さを求め、その向きを図示せよ。 I H=- (r: 電流からの距離) 2πr () 円形電流の中心の場合 北 H=- ( r円の半径) 2r 45 C 15+0=3 P 0 10cm 図1 XA a. 3. ●地磁気 地球は北極をS極,南極をN極 精講 とする大きな一つの磁石であり,地表には 地球による北向きの磁場が存在する。 これを地磁気という。 【参考】 磁気量 (磁極の強さ) をmとすると, 強さHの磁場 から磁極が受ける力の大きさFは,F=mH である。 ●電流がつくる磁場 電流がつくる磁場の強さは電流の強さに比例するが, そ の強さを与える式は電流の形状によって異なる。 電流Iがつくる磁場の強さを Hとすると 電流ⅠⅡ (i) 直線電流 ( 十分に長い) の場合 a 図2 H 磁場 (A) SLO TA a 1 Gir Q ルの内部の場合 ソレノイドコイ H=nl (n: 1 〔m〕 あたりの巻数) ●右ねじの法則 右ねじの進む向き ●京靴の向きにとると、右ねじを回す 向きが磁力線の向きを表す。この 磁力 磁力線の向きの接線方向が磁場の間 である。 磁場 クトル和である。 ●磁場の合成 複数の電流による磁場は、各電流がその場所につくる磁場のベ I. (1) 磁針の向きより, 合成磁場の向きは北向 真上から見た図 きから西へ45° 振れているので、 導線の電流が 45 つくる磁場は西向きである。 よって, 導線を流れる電流の向き は、右ねじの法則より, 北向きである。 (2) (1)より、導線の電流がつくる磁場の強さをH [A/m] とす ると, H=25 [A/m〕 である。 電流の強さをI〔A〕 とすると, I 2×0.10 よって,I=5=5×3.14≒16 [A] (3) 円形コイルの中心の磁場が、 地磁気と逆向きで、同じ大き H= -=25 さであればよい。 コイルに流す電流の強さをI' 〔A〕 とすると, I' VI I 2ла 磁場H I. (1) 北向き Ⅱ. 磁場の強さ: -25 よって, I'=10 [A] 2×0.20 TARS KAME I. 導線P, Q の電流がそれぞれ点Xにつくる磁場の強さを H, HQ とすると, I 2лα H Hp=Ho= 導線 P, Q の電流がつくる磁場の向きは右図となる。 磁場の強さが等しく, なす角が120° であることより,合成磁場 の向きは右図の太い矢印の向きである。 また, 合成磁場の強さ Hx は , Hp (または HQ) と正三角形をつくることより, (2) 16 〔A〕 I 向き 2ла' Hx=Hp= 【参考】 成分で求めると, Hx=Hpcos60°×2=He となる。 北 R÷Á÷AN….... (3) 10 (A) a の図 磁力線 .25 [A/m) 電流 磁場 H₂O H60060° Far-102043: H₂ 図 a Q 第4章 電気と磁気 流と磁場, 荷電粒子の運動 177

問9で、sinθ=√3/4なのは何故ですか？

例題 2 屈折波の波面 図のように,平面波が境界面に達した。 屈折 波の波面を作図せよ。 ただし, 媒質 I に対す る媒質ⅡIの屈折率を2 とする。 2 (+式 (9)) から, 01=n12=2 V₂² V₁ T 境界面 -= 1212 V₁ 指針 屈折の法則 -=n1z(p.152・式(9))から, 媒質ⅡIにおける波の速さが,媒質 V2 Iにおける速さの何倍になるかを求める。 ホイヘンスの原理にもとづいて素元波を描 き, 屈折波の波面を作図する。 解 媒質 I, I における波の速さをそれぞれ v1, v2 とすると, ma 逆の屈折る V₁ V2 V2 であり、媒質 Ⅱ における波の速さは, 媒質 Ⅰ における速さの1/12/2になる。図のように,B2 からAB におろした垂線とA,B との交点 B2C の素元波 (半 をCとして, B, から半径 円) を描く。 このとき, B2 からこの素元波に 2 引いた接線が, B2 を通る屈折波の波面となる。他の波面は,入射波の波面と境界面の『 交点から,この接線に平行な線を引くことで求められる。 B1 B2C 2 B2 入射波 の波面 媒質 Ⅰ A2 媒質 ⅡI] 屈折波 の波面 入射波 の波面 媒質 Ⅰ 媒質 Ⅱ 問9 類題例題2で,入射波の波面と境界面のなす角を60° とする。このときの屈折角 を0として,sin0 の値を求めよ。答えは分数のままでよく, ルートをつけたままでよい。 8 平面波 障害物に を送ると, にまわりこ 回折は, 部分にも すき間 (a))。 した る (図 波長よ の

(2)が4本になるのは何故ですか？

25 基本 3 波の干渉水面上の2点A,Bから,同位相で振幅, 振動数の等しい波が送り出されている。図の実線は, ある瞬間における波の山の位置,破線は,谷の位置 を表している。 次の各問に答えよ。 (1) 図の点P, Q, R, S のうち、大きく振動する点 と,ほとんどしない点はどれか。 (2) 2つの波が弱めあう点を連ねた線は, AB間に 何本あるか。 G

1枚目のbの答えは③なのですが何故ですか？ 2枚目の図2のV'のようになる気がするのですが…

22:00 11月21日 (火) 図1(a)のように、極板間の距離が 3d の平行板コンデンサーに電圧 Vo を加えた。次に、帯電していない厚さd の金属板を、図1 (b)のように極板間 の中央に、極板と平行となるように挿入した。 極板と金属板の面は同じ大きさ同じ形である。 また、 図1(a) および(b) のように、 左の極板からの距離 をxとする。図中には、両極板の中心を結ぶ線分を破線で、 x = d および x = 2d の位置を点線で示した。 Vo V d 2d 3d x V Vo (5) V 0 d 2d 3d 図1 (問1) 図1(a)および(b) において、 十分長い時間が経過した後の、 両極板の中心を結ぶ線分上の電位V と xの関係を表す最も適当なグラフを、次の ①~⑥のうちから一つずつ選べ。 ただし、同じものを繰り返し選んでもよい。 Vo Vo (a) d wakariyasui.sakura.ne.jp x 2d 3d (3) Vo (6) V Vo 1 金属板 d 0 d 2d 3d Vo (b) ・X 2d 3d x V Vo d 2d ①10% | 3d ・x ↓

半減期の公式のNの値は、原子の個数とありますが質量の場合でも成り立つのは何故ですか？

133の問題（2）です。 （1）は失った力学的エネルギーを答える問題なので （Aの力学的エネルギ－Bの力学的エネルギー）を引いて求めるのは分かりますが、 （2）で（1）で求めた答えがそのまま使われているのは何故でしょうか。 変化した力学的エネルギーなら （Bの力学的エネルギ... 続きを読む

振動の中心は,基 なる ((1) の図)。 を用いると, mg k m して力学的エ からの垂直抗 減少するから するが, 方法 手からの垂 g つりあいの が, 保存力 い。 一方, まで, お おもりに 三抗力はお 手から負 ギーは減 受けて ので, 運動す 事をし、 がっ れる。 0 な こ 5位 力 ×1.01 2=1.96 √√3 2 >0なので､ +1.0×9.8×0.20+3.09.m √3 Wy=- -mg [N] 2 pl'=. 196 100 2²x7² 102 133. 粗い斜面上での力学的エネルギー KB (1) m (v²-v²)+mgh [J] 22×72×7 102 10 (2) 3 2gh 指針 物体の力学的エネルギーは,動摩擦力からさ れた仕事の分だけ変化する。 解説 (1) 点と点Bでの力学的エネルギーの差 を求める。 B を基準の高さとすると, (1/2mwo'+mgh)-(1/2mv² +0) = m (v²-v²) +mgh (J) (2) 物体が移動した距離をL[m]とすると, 直角三角 形の辺の長さの比から L: h=2:1 L=2h[m] また、重力の斜面に垂直な方向の成分の大きさを W, [N] とすると, 直角三角形の辺の長さの比から, Wy: mg =√3:2 2W²=√3mg /3 3 -+1) 2gh -=1.4m/s 斜面に垂直な方向のつりあいから, W, と物体がう ける垂直抗力の大きさは等しいので, 動摩擦係数を μ'として, 動摩擦力の大きさ F' は, √3 √3 F'=μ'W=μ'′xY -mg= μ'mg [N] 2 2 動摩擦力がした仕事の大きさは,物体が失った力学 的エネルギーに等しいので、 (1) の結果を用いて, -μmg×2h=12m(uj-v²2) +mgh 口知識 □ 133.粗い斜面上での力学的エネルギー 図のように, 水平とのなす角が30°の粗い斜面 上を質量 m[kg]の物体が,点Aから速さひ。 [m/s]ですべりおり, 点Bを速さ [m/s]で通 過した。 AB間の高さの差をん [m],重力加速 度の大きさをg[m/s2] とする。 (1) 点Aから点Bに移動する間, 物体が失っ た力学的エネルギーは何Jか。 (2) 物体と面との間の動摩擦係数はいくらか。 v [m/s] (2) 動摩擦係数μ' を求めよ。 130° v₁ [m/s] om B h〔m〕 m 133. ■知識 □134. 力学的エネルギーの変化 図のように,粗い水平面上で, ばね定数k のばねの一端を壁に固定し、 他端に質量m の物体をとりつけ, 軽い糸で物体を引いた。 ばねの伸びがxの位置で, 手をはなすと, 物体はxだけ動き, ばねが自然の (2) 長さの位置で静止した。 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 手をはなしてから, 物体が静止するまでに摩擦力のする仕事Wを求めよ。 (1) (2) 134. (1) 思考 □135. 力学的エネルギーの変化 図のように,質量mの物体を, 水平面 から高さんのなめらかな斜面上から, 静かにすべらす。 物体は, 長さLの粗 L い水平面を通り過ぎ,同じ傾斜をもつなめらかな斜面上を, 高さまで上 がった。 重力加速度の大きさをgとして,次の各問に答えよ。 135. est 第 I (1) 運動とエ 基本問題 (2) (3) 摩擦力から、仕事をさ 分だけ、物体のもつ力学的 ルギーは変化する。

電磁誘導がわからないです。 疑問①(3)で電流×eは仕事になる理由が分かりません。 ②(4)で何故少し上昇した後に落下を初めてしばらくすると一定の速さになるのか分からないです。

170 第4編・電気と磁気 a R b S₁ 291. 磁場の中での導体棒の運動図のように, 内部抵抗の 無視できる起電力Eの電池, 抵抗値Rの抵抗およびスイッチから なる回路がある。回路内のabとcd は間隔だけ離れて鉛直方 向に立てられ,それに接した長さ 質量mの導体棒Aが水平に 配置されている。Aは鉛直方向のみに, ab, cd に接しながらな めらかに動くようになっている。 また, 磁束密度Bの一様な磁場 (磁界)が回路に垂直に、紙面の裏から表の向きに加えられている。 重力加速度の大きさをg とし 回路内の導体の抵抗は無視する。 (1) Aを支えたままスイッチを S, に入れた。 その後, 支えをとると, Aは鉛直上向きへ BO E S2 鉛直 上向き d 動きだした。 速さがvのときの電流 I を求めよ。 (2) しばらくすると一定の速さになった。 この速さを求めよ。 (3) このとき,単位時間に、電池がする仕事 W, 抵抗で発生するジュール熱 Q, Aが得 る重力による位置エネルギーUを,それぞれ求めよ。 また, W, Q, U の間に成りた つ関係式を求めよ。 (4) Aが一定の速さになった後, スイッチを2に入れたところ, Aは少し上昇した後に 落下を始め, しばらくすると一定の速さになった。この速さを求めよ。 -285

質問です。 教科書と、マーカーを引いた部分のA,Bなどが反対なのは何故でしょうか？ 教えて下さい～!!!! 宜しくお願いします。 最後の写真が教科書です！！

112. 電荷を運ぶ仕事 次の文中のに適当な用語,数式,または数値 を入れよ。 強さE[N/C〕の一様な電場中において, 電気量 g 〔C〕 の電荷が電場の向きに距 離d[m〕 だけ進むと, 電荷が電場から受ける仕事は W= ア [J] となる。 右図の破線は固定された正, 負等量の電荷のま わりの 2.0V ごとのイを表している。 3.0×10-C の正電荷をAからDまで実線の経路 にそってゆっくりと運ぶとき, 外力がする仕事は, A→Bの区間でウ J, B→Cの区間でエ J, C→Dの区間でオJである。 B C D

問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X Y が間隔で平行に置かれている。2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が9となるように傾斜している。 水平 部分の左端には,抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池Eが接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをg として,以下の問に答えよ。 R P [CL] Yt P' R, m B レール Y レール X 図 1 0 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度v を与えたところ,やがて PP'はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 -37- 0 問金属棒PP' の速さがひとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P'′ か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, L, B, ” を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗Rと金属棒PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け｡ R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBl=2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, a, I, l, B を用いて表せ。 ma = -IBl (4) 加速度αを, m, R, l, B, v を用いて表せ。 VBl VB²l² a = - VBR XBlx m [= 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に, 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 mo² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒 PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり, その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ。 = 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒 PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒 PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを W, P, m, g, 0 を用いて表せ。 -38-

問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X, Y が間隔で平行に置かれている。 2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が0となるように傾斜している。 水平 部分の左端には, 抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池E が接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値 R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒 PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒 PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをgとして、以下の問に答えよ。 a R b E E [OR] とも P P' R, m B レール Y CH レール X 図1 2 01 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度vo を与えたところ,やがて PP' はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 2m1 問1 金属棒PP' の速さがとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P' か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, 4, B, v を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗 R と金属棒 PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け。 R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBL = 2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, m, a, Ⅰ l, B を用いて表せ。 ma = - IB l (4) 加速度αを, m, R, L, B, を用いて表せ。 _VBl VB22 a=-VBLXBlxmm 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に、 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 2 /mao² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり,その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ｡ F 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを、 W, P, m, g, 0を用いて表せ。 - 38-