名問の森の質問です。 (2)の解説部分の赤線がなぜなのかいまいちよく分かりません。教えてください🙇‍♀️

BxX 31 直流回路 電圧 100Vで使用すると, 80 W を消費する電球 L と, 40W を消費 する電球 M がある。 L, Mにかかる電圧 V〔V〕 と,電球を流れる電流 I〔A〕との関係を示す特性曲線は図1のようである。有効数字2桁で 答えよ。 19/9 名 00(1) Lに電圧 80Vをかけて使用するとき,Lの抵抗値はいくらか。ま た,消費電力はいくらか。 × (2) Lを電圧 100Vで使用しているとき,Lのフィラメントの温度は いくらか。ただし,抵抗の温度係数を2.5×10-3/℃ 室温を0℃と する。また,図1の点線はLの特性曲線の原点における接線を示す ものとする。 だから (3)図2において,Eは内部抵抗の無視できる起電力 120V の電池 Rは100Ωの抵抗である。 L を端子 XY間に連結して使用すると きLの電圧と消費電力はいくらか。ば (4)Lと100[Ω] の抵抗3本を並列にして(図3), 図2のXY間に連 結して使用するとき,Lにかかる電圧はいくらか。 × (5) LとMを並列にして、 図2のXY間に連結して使用するとき, L の消費電力はいくらか。 また, 回路全体での消費電力はいくらか。 Level (1) ★ (2) (3) (4) (5) Point & Hint Poji[C]での抵抗値は0袋)の (2)(4は抵抗の温度係数)が漁費電力 31 105 民として、R=R(1+al)と表され が大きいほど高温になる。つまり、グラ フの右上に向かって温度が高くなっている。 すると室温はどのあたりか。 706 図1を生かしたいのでにかかる圧を流れる電流を」として、キル ヒホッフの法則で関係式をつくる。一種の連立方程式の問題だが, グラフ上で解 くことになる。 (5)LとMを1つの電球とみて特性曲線をつくってみる。 LECTURE (1) 図1より V = 80[V] のとき I=0.7 〔A〕 の電流が流れるから, オーム の法則 V=RI より抵抗値 Rは R= == 80 0.7 ≒1.1×102 [Ω] 消費電力は VI = 80×0.7=56 〔W〕 RI2を用いてもよいが, VI ならダイレクトに計算できる。 10 M+J (2)V=100 〔V〕 のとき, I = 0.8 〔A〕 だから VOST V 100 R= == =125 [Ω] I 0.8 室温0℃はジュール熱の発生が無視できる原点近くの (VIが0に近い) 状態である。 [℃] での抵抗値 R のまま一定を保てば, 特性曲線は点線の 20 0.4 0.2 I[A] 1.2 225 1.0 0.8 0.6 Y 120V 100Ω RATE 図2 L IM 091 0 0 20 40 60 80 100 120 100Ω V(V) 図1 図3 ような直線となるはずだから Ro=1.0=20[Ω] よって, 求める温度を t [℃] とすると 点線のどこを 3. |使ってもよい 125 = 20 × ( 1 + 2.5 × 10-3t) .. t = 2.1×103 [℃] (3)Lの電圧、電流をV, I とすると, キルヒホッフの法則より 120 100I+V ・・・・・・ ① この関係を満たす V. Iは次図の直線(実線) で表される。 Lの特性曲線との交点が求める答 えだから V = 60[V] I = 0.6 (A) 消費電力はVI=60×0.6=36〔W〕 式①をグラフ化するとき 1次式だから直線 100Ω 120V 図 a

左向きに磁束密度が増えていることしか分からないんですが、どうやって電流の向きを決めればいいのですか？

EX3 一辺が1の正方形をしたN巻 きコイルに垂直に磁場をかけ、 磁束密度Bを図のように時間的 に増やした。 時刻t での磁束の を求めよ。 またRの抵抗に流れ る電流の大きさと向きを求め よ。 グラフより B=Bot Bi-Bot to て I= B-Bolt Ø=Bl=B12+ to はtの1次式で表されているから (姉妹編p 158) Bi-Borat 40 N²(B₁-B₁) to 4t to abの向き V_NI²(B₁-B₁) Rto R ∴.V=N. = = B 0 a R b AB B₁ Bo B増 増 a to b t B'

図2の台形の面積求めたいんですけど、どうしてこの式(鉛筆で丸つけてるとこ)で求められるんですか？

PS P21 Pi sh V PS SI S(i+h) 図2 ピストンがxだけ上昇したときの気 体の圧力をPとする。 力のつり合いよ り (図1) PS=PS+Mg+kx .....1 はじめの圧力 P1 は x = 0 とおいて Mg P=Po+ S あとの圧力 P2 は x=hとおいて Mg+kh P2=Po+ S 体積V=S(Z+x) を用いて, ① から x を消去し, PとVの関係を求めると Mg+ k P=Po+1+1/(1-1) S S S PはVの1次式となっているから, P-V グラフ上では直線となることが分 かる (図2)。 気体がした仕事は, グラフの面積より P₁+P₂x Sh W'= = 2 kh = (Pot -(P₁+ Mg + h) x Sh S 2S = (PS+Mg+1/khn [0000000~ Mg ・W' 第1 よっ 31 の面 W' 定積 収て P-

物理 電磁気 図1の解説1行目が分かりません。 80=20I+Vは恐らくキルヒホッフの法則を使っていると思うのですが、この式のVは何のVですか？

III 直流回路 EX 電球の特性が右図のようになっている。次の 電流 (A) 各図の場合,電池を流れる電流はいくらか。 電 球はすべて同一のものである。また, 電球(全 体)での消費電カを求めよ。 5 4 3 図1 図2 電球 図3 2 100 電圧(V] 0 50 20 2 80 V 40 2 100 V 52 50 V 図 1 80=201+Vをグラフにし, 交点を求める 電流(A) 5 と V=20 V, I=3A トク I=-V+4と直してからグラフを 図 3 4 V 20 3 描く人が多いが, Iと Vの関係は1次式 2 で直線になることを利用するとよい。 一図1- 1 つまり,分かりやすい2点を押さえる。 図 2- I=0 でV=80, またV=0でI=4の2 50 80 100 電圧(V] 0 点を結べばよい。 電球の消費電力カは VI=20×3=60W s このうち一部が光のエネルギーに, 残りが熱になる。 図2 1つの電球にかかる電圧をV, そこを流れる電 流をIとおくのがコツ。 直列だからIは共通で, 2 つの電球には同じ電圧1Vがかかる。 100=40I+21V 40 2 100 V 交点より V=10V, 電球2個の消費電力は VI×2=10×2×2=40W I=2A 図3 並列だから Vが共通で, 2つの電球には同じ電 流Iが流れる。5Ωには2Iが流れることに注意し V 50=5×2I+V 52 交点より V=20V, 電池には 21が流れるから 6A 電球2個の消費電力は VI×2=20×3×2=120W I=3A |21 21 一 50 V

19(3)(ア)ですが、εr:1になりませんか？ 誘電率εrの誘電体内では電場が外部の1/εr倍になるのではないのですか？

19 コンデンサー e 量紀 コンデンサー | 電気容量CCのコンデンサー | 起区カYの電池をつなぎ,スイッ にを8 | ナチ8を閉じて充電する(極板問は ン | 呈 シュ | 上 空気で これをはじめの状態と - よぶ)。コンデンサーの極板は1 辺が長き 7 の正方形で. 極板問の 還 電場は一様とする。また. 空気の比誘電率を 1 とする 1. はじめの状態からSを開き. コンデンサーと同形で比放電幸 e。の 誘電体Dを図のように x だけゆっくりと潮らかに挿入する このときのコンデンサーの電気容量 C と電圧 ,をボめよ。 D の挿入の際. 外力のした仕事 W, を求めよ。 エ. はじめの状態に戻し, S を閉じたままD を*だけゆっくりと道ら かに挿入する。 (3) Dが挿入されていないL側と挿入されているR側について. 次の基の比は, 何 : 何となっているか。 L ]R | 李板の電奏度 (単位面積あたりの介所) ] (4) * の位置から, さらにDを2x だけ押し込む。この間について 次の量を求めよ。 電池のした仕事Ve 外力のした人事史 (誘電体に働く静電気力の大きミア D を完全に挿入した役. 8を開く。そして, Dを極板問から完 全に引き出すとき, 外力のする仕事Wsを求めよ。 (藤岡大十由口大) evel G) ②③ ⑭文克 ⑤

（参考）について、大気圧はピストンと逆向きに働いているので大気圧に対する仕事は負の仕事になるのではないですか？

J 20… 消らかに動く質量 7,面積Sのピストンにばね定 数をのばねが取り付けられでいる。はじめばねは自然 の長さ / である。中の気体を明めたらビストンはん上 昇した。ア-レグラフを利用して気体がした仕事を求 めよ。大気圧を , 重力加速度を7 とする。 擬 M