物理の誘電起電力の質問です。 緑で引いた、T/2のときなぜB0Sになるのかわかりません汗グラフとの関係を教えて頂きたいです。

等の法則という。 だけ変化すると 導起電力が発生す 右ねじを立て、右 磁界の正の向き の 5 の正負 10 の正の向 40<0 15 FOR 図3 起電力の正負の決め方 磁束が減っていると 例題1 コイルに生じる誘導起電力 断面積が S〔m2〕で, 抵抗の無視できるN回巻 きのコイルにR[Ω]の抵抗をつなぎ, コイルの 面と垂直に一様な磁界をかける。図Aの矢印の 向きの磁束密度を正として, 磁束密度B[T]を 図Bのように変化させた。 (1) 電流が抵抗をaからbの向きに流れるのは どの時刻か。 また, そのときの電流の強さは いくらか。 T (2) 時刻 - [s]のとき, 点bに対する点aの電 位はいくらか。 指針 AB 4t から磁束の変化を読み取る。 I= (2) t= 40 4t T 2 AB 磁束の変化 は、 = BS より S と表される。 B-t グラフの傾き 4t V 2NB S R RT 解 (1) レンツの法則より、電流が抵抗をaからbの向きに流れるときは,正の向 きの磁束密度の大きさが減少するときや、負の向きの磁束密度の大きさが増 加するときであるから,図Bより, 2T<t<3T このとき,磁束〔Wb]は, 時間 T[s] の間に -2BSだけ変化するから, -2BOS 2NBOS 誘導起電力 V[V]は, V-N4Nx T -〔V〕 4t T したがって、電流の強さI [A] は,オームの法則より, -(A) V'=-N- 40 ⊿t a R =-Nx b ①図 B[T] Bo BOS T する点aの電位は, 誘導起電力 V' 〔V〕 に等しいから, NBS T -Bo- ①図B では磁束Ø〔Wb]は時間T [s] の間に BoS だけ変化する。点bに対 O -(V) B T 2T 3T 4Tt(s) d 類題 右の図のように, xy平面上の0<x<2L の範囲には紙面に垂直に裏から表の向きに 磁束密度B[T]の一様な磁界がかけられて いる。 1辺がL [m] の正方形のコイルが, 辺abを軸と平行にして, x軸の正の向き に一定の速度v[m/s]で移動している。 辺 abがy軸を通過した時刻を t=0 として, 辺cdがx=2L の位置を通過する までの間のコイルを貫く磁束の変化とコイルに生じる起電力Vの変化をグラ フで表せ。 ただし, 起電力は図の矢印の向きを正とする。 略 a OB 2Lx 第4章 電磁誘導と電磁波 297 第4章 BE

コンデンサーの問題で電極が挟まると全く理解不能になります。これらの問題の解説お願いします🙏

7 コンデンサー回路と電気力線 図1のように,起電力 Vの電池につながれた 面積 S の平行極板 A, B を間隔 3dで真空中に 置く。 B は接地 (=電位の基準とする) してお り,極板は十分大きく,極板間の電場は一様と 考えてよい。はじめにスイッチ S を閉じ,平 S,\ 行極板 A, B からなるコンデンサーを充電させ た後, Aから距離dのところに極板 A と同じ 電気量を帯びた金属板Cを平行に挿入した。 金 属板Cの面積は極板 A, B と同じでその厚さは十分小さいものとし、 真空の誘電率を " とする。 図 1 (1) 極板 A, C間の電場及び極板 B, C間の電場はそれぞれいくらか。 (2) この回路において, 極板 A,B,Cの位置の電位はいくらか。 (3) スイッチ S を閉じたあと, 極板 Aに蓄えられている電気量はいく らか｡ (4) スイッチ S を閉じたまま, 極板Cを極板Bに近づけていくと,極 板Aに蓄えられる電気量は増える, 減る, 変わらない}のどれか。 る。 また電圧V=Vの電源を図の向きに設 3 3 AC B 次に,図2に示す回路において,極板 A, C, からなるコンデンサー (コンデンサー AC), 極板 C2, B からなるコンデンサー (コンデン サー C2B)は,それぞれ間隔d, 2d で, 図 1 のコンデンサーと同様に面積Sの極板からな S2 d S3 d 2d A C₁ C2 B 2 A P 置する｡ (5) 全ての極板に電荷がない状態でスイッチ S3 を閉じたあと, 極板 B に蓄えられる電 気量はいくらか。 (6) (5) に続いてスイッチ S3 を開いてからスイッチ S2 を閉じたあと, 極板 B に蓄えられる電気量はいくらか。 (7) (6) のとき、図2の点Pの電位はいくらか。 2d 図2

(2)なぜ点Cから接線を引くのですか？

基本例題 56 波の屈折 媒質1の中を矢印の向きに進んできた平面波が境 界面 XY に入射し、屈折して媒質2へ進む。 図はあ る瞬間の入射波の山の波面を示す。 入射波の波長は 3.0cm. 振動数は8.0Hz. 媒質1に対する媒質2の 屈折率は2.0 とする。 (1) (a) 媒質1の中での波の速さは何cm/sか。 (b) 媒質2の中を進む波の波長 2 は何cmか。 (2) 図の時刻における屈折波の波面 (山を連ねた線) を作図せよ。 解答 (1) (a) v=fd = 8.0×3.0=24cm/s (b) 1¹ =1 λ2 (2) 右図のように、媒質1での波の進行 方向 BC をかく。 Aで媒質2に入っ た波の速さは, 媒質1での速さの半 分となるから, Aを中心として半径 が1/12 BCの円をかく。Cからこの円 3.0 2.0 媒質 1 X Sol 指針 (2) 2.0= より, v=媒質2での波の速さは媒質1での波の速さの半分となる。 V1 V2 = n12= 2.0 A2= -=1.5cm 10 Y に引いた接線の接点をDとすると, AD が屈 折波の進行方向となる。 よって CD が屈折 波の波面と 媒質 1 なり,他も B これと平行 に入射波の X_A 波面とつな がった直線 をかく。 D 媒質 2 C Y 媒質2 半径=1/2BC

問1の状況の回路は3枚目の図のように考えられないんですか？3枚目のやり方で解くと答えが間違ってました

Ⅱ 図1のように, 円形導線, 電気容量 C のコンデンサー, 起電力 V の直流電源, スイッ 直線AB, CD が点Oで直交する位置関係である。 円形導線は太さが均一で一様な チ 1,2を接続する。 点Oは円形導線の中心,点A,B,C, D は円形導線上の点で 材質でできており, 全体の抵抗値は R である。 はじめ, スイッチ 1,2はどちらも開 さい。 なお 問 1~4は, 解答の導出過程も示しなさい。 必要な物理量があれば定義 いた状態で,コンデンサーに電荷は蓄えられていなかった。 以下の問1~5に答えな して明示しなさい。 ただし, 円形導線以外の電気抵抗や, 回路の自己インダクタンス は無視できるものとする。 (配点25点) 問1 スイッチ2は開いたままで, スイッチ1を閉じたときに,円形導線の点Dに 流れる電流の強さを求めなさい。

ここの途中式がどうなってるのかわからないです

50 lim (o よって, =0&lim f(0)=0 これをf(6) に代入すると ①より 51 t=0-12/08 とおくと01 のとき、10であり .. a=8-2b1 2 cos 0-1 0-333 (1) 5=lim N18 f(0)=2(4-b) cos³0+ bcos²0-12 cos 0+5 =(2 cos 0-1){(4-b) cos²0+2 cos 0-5} (5) - (+)² + ( ² ) ²-12 ( 2 ) + 5-0 +5=0 a=8 (2) 5= lim ƒ(0) lim -= √3(3+4)=3√3 T 00- 3 1+ 1 2n 2 cos (t+)-1 3 1-cost t² n lim 2n-00 2n lim {(1 + 2)"}³ = √e 2n 2n→∞ = 1-cost t t-√3.sint * {(₁ + 2 + 1 ) ²" } /* 2n b=0 √3.sint -√3 (t→0) YA 2

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

⑷の不等号がこの向きになるのはなぜですか?

【1】 教科書 P.41 章末問題 ③ 図のように、水平面上に置いた質量mの一様な直方体の 物体がある。この物体の右上の角に水平右向きの力を加え, その大きさFをしだいに大きくしていく。 物体と水平面との 間の静止摩擦係数をμ として,次の問いに答えよ。 ただし, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 物体が静止しているとき, 垂直抗力の作用点は点 0 からいくらの距離にあるか。 ヒント:図に力を書き込み、水平、鉛直、モーメントのつり合いの式をたてよ。 静止摩擦力の大きさをfとする。 mg = N まわりのモーメント b F=f=tex Q.F+N.x = mg/12/2 = Norg F+wg.x=1/12/b.g mg.x a Horny 4 FNoug Moug Mo 2/26-No-NoF (2) 物体が傾くより先にすべり出したとすれば,すべり出すのはFがどんな大きさを超 えたときか。 of マサッカが限界を超えるとき Momg ↑最大マザツカ (1)より x=0 (4) 物体が傾くより先にすべり出す条件を示せ。 すべる限界 (3)物体がすべり出すより先に傾いたとすれば, 傾くのはFがどんな大きさを超えたと きか。 ヒント 傾く直前、 垂直抗力の作用点の位置は? 0 = 16. た b 20 #t mg/ x=0 Fa ing 傾限界 (③) bmg. 2a a-F+mg x = mg 15/2/2 mg x = 1/2bug-aF x = F=bug 12/2/b 4 - AF mg なんで不等号 この向

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-

(6)の問題で仕事率がFvで求められる理由が知りたいです🙇🏻‍♀️

530. ローレンツ力による起電力 図のように. 水平面内で距離 / [m] を隔てて張られた 2本の平行導線が、 抵抗R [Q] につながれている。 鉛直上向きに磁束密度B[T]の一様 な磁場をかけ,平行導線に垂直に渡した導線PQを一定の速度v[m/s]で引く。 (1) PQ 内の自由電子(電荷 -e〔C〕) が受けるローレンツ力の向きと大きさはいくらか。 X PQ内には、一定の強さの電場が生じる。 この電場の強さはいくらか。 1B (T)0 B[T] (3) PQに生じる起電力の大きさはいくらか。 (4) PQを流れる電流の向きと大きさはいくらか。 (5) PQ を流れる電流が磁場から受ける力はいくらか。 ⑥6 PQ を速度で引き続けるために外力がする仕 事の仕事率と,抵抗Rでの消費電力はいくらか。 R(Q) 0 mu 7[m] Q P v (m/s)