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理科 中学生

⑴と⑵の解説をお願いしたいです 答えは⑴がエ⑵がアになってます

× 9:35 7/11 … edu.chunichi.co.jp 口 山 〔実験1] について調べるため,次の 〔実験1] から 〔実験3〕 までを行った。 ① 図1のように, コイルAの中を通るよう 図1 に台を置き, コイルAの両側に方位磁針a, bを置いた。 コイルA 方位磁針 a 台 方位磁針 b [実験2] ②次に、 図1の矢印の向きに電流を流し, 方 位磁針a, bのN極が指す向きを調べた。 ① 図2のように, エナメル線を巻いてコイ Bをつくり, 一方の端のエナメル線のエ ナメルはすべてはがし、 もう一方の端のエ ナメル線は下半分だけはがした。 ①のコイル B, 発泡ポリスチレンの板, 磁石、針金, 電池, スイッチと導線を用い て, 図3の装置をつくった。 電流の向き 図2 コイルB エナメル線 ただし, 磁石はN極が上になるように発泡 ポリスチレンの板に置いてあり, コイルBは 自由に回転できるようになっている。 下半分だけ はがす すべて はがす (3) 次に,スイッチを入れ, コイルBの動きを観察してからスイッチを切った。 ④ さらに, 磁石を取りはずしてからスイッチを入れ, 図4のように, N極が上にな るようにして棒磁石をコイルBの真上からゆっくり近づけ、コイルBの動きを観察し てからスイッチを切った。 [実験2] ③では, コイルBは図3の1の向きに回転し続けた。 図3 コイルB. 図4 近づける 発泡ポリス 棒磁石 チレンの板 針金、 磁石 スイッチ 電池 実験3] ① 図4の装置から電池とスイッチを取りはずし、 コイルBが回転しないように固定 してから、 図5のように, 針金と検流計を導線で接続した。 ② 次に, 図5のように, 棒磁石のN極をコイルBに向け, コイルBに近づけたのち にコイルBの手前で静止させた。 このときの検流計の針の動きを観察した。 さらに、図6のように、 棒磁石のS極をコイルBに向け, コイルBの手前で棒磁 石を静止させてから, ②で棒磁石をコイルに近づけたときより速くコイルから遠ざ けた。このときの検流計の針の動きを観察した。 図5 検流計へ コイルは固定 検流計へ 近づける 図6 検流計へ 検流計へ 遠ざける 〔実験3] ②で、磁石をコイルに近づけたとき, コイルに電流が流れて検計の針は左に振れた。 -(9)- ◇M4(847-30) 2013B_rika_q.pdf ダウンロード X G 69 |60

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物理 高校生

(2)でなぜBが高電位になるのか分かりません 回転すると右向きの磁束が増えるからそれを妨げるために、AからBの向きに電流が流れるのでAが高電位になるんじゃないんですか?

f B セント 135 〈交流の発生> 113 (2) 辺abは磁場を横切る体なので、 誘導起電力の式 「V=Blo」 を用いる。 (3)(pq間に発生する誘導起電力) (コイルの各辺に生じる誘導起電力の和) 標準問題 (5) コイルに生じる誘導起電力の大きさは、ファラデーの電磁誘導の法則 「V=-N4 at」を用いる。 A 135.〈交流の発生> 図1のような辺の長さが1の正方形 abedからなる1回 巻きのコイルを,磁束密度Bの均一な磁場の中に置き、 磁 力線に垂直な軸のまわりに,一定の角速度で図の矢印の 向きに回す。 コイルの両端はそれぞれリング状の電極p と qを通して,常に抵抗Rとつながっている。 このとき、コ イルは回転するが, リング状の電極と抵抗は静止したまま である。図2(a) と (b)は回転軸にそって見たコイルと磁力線 (a) = 0 である。図2のように,コイルの面と磁場の角度は,時 N S P 9 R- 図 1 B (b) t=to N S N S 刻 t=0 のとき 0=0, 時刻t=to のとき 0<B<1であ R cd ab 8 図2 った。次の問いに答えよ。 [A]各辺に生じる誘導起電力を考えることで, pq 間に発生する誘導起電力を考える。答 えには1,B,w, tのうちから必要なものを用いよ。 〇 (1) 辺 ab 部分の速さを表せ。 (2)時刻における辺 ab 部分に生じる誘導起電力の大きさを表せ。 (3) 時刻 t における各辺に生じる誘導起電力を足し合わせることで, pq間に発生する誘導 起電力 Vの大きさを表せ。 〔B〕 ファラデーの電磁誘導の法則を考えることで, pq 間に発生する誘導起電力を考える。 答えには l, B, w, tのうちから必要なものを用いよ。 (4) 時刻 t におけるコイルを貫く磁束を表せ。 (5) 時刻 t におけるコイルに生じる誘導起電力 Vの大きさを表せ。 ただし、必要であれば, 次式を利用してよい。 Asin wt =wcoswt, 4t ⊿coswt =-wsin wt At [C] 抵抗に流れる電流I と消費電力Pを考える。 p から抵抗を通って q に流れる電流の向 きを正とする。 記 (6) 時刻 t = to における辺 ab に流れる電流Iの向きを図1に矢印で示せ。 また電流Iに よってコイルが磁場からどのような向きの力を受けるか説明せよ。 (7) 消費電力の最大値 Pmax を1, B, w, R のうちから必要なものを用いて表せ。 また, P と wtの関係を 0≦wt2 の範囲でグラフに図示せよ。 [23 徳島大〕 (8)電流が磁場から受ける力 「FIBL」の向きは、フレミングの左手の法則より判断する。 2 (7)消費電力Pは, 「PIV=PR=」から適当な形の式を用いる。 〔A〕 (1) 辺abの速さひab は, コイルの回転半径が であるので,速さと角 2 速度の関係式 「v=rw」 より Vab 51=- (2) 時刻において,辺ab は水平から角度 wt 回転しているので 辺ab の磁 場に垂直な方向の速度成分 Vabi は図a より 上向きを正として Vabi = Dab COSWt=coswt と表される。 辺ab に生じる誘導起電力の大きさ | Vab|は, 「V=Bl」 より |Vab|=|Blvabi|=| 11=B1.12 cost=/12/Blacoswt| このとき,swt< ならば誘導起電力の向きはレンツの法則A より bが高電位となる向き ※Bである。 (3) 磁場を垂直に横切る辺は辺abと辺cdであり, これらの辺にのみ誘導起 電力が生じる。 辺cdについても 時刻に生じる誘導起電力の大きさを |Veal として求めると, 辺ab についての(1),(2)と同様になり <<-*A によっ くる磁 れた磁 B 公式カ 状 |V|=|Blucas|=|Bl-cos wt|=Bl³w|cos wt| 誘導書 Out < ならば誘導起電力の向きはレンツの法則よりdが高電位とな る向きである。 求め V=|Van|+|Vcal=12Blwlcoset|+1/2 よって Vab と Veaの誘導起電力の向きは同じ方向であるので, pq間に発 生する誘導起電力の大きさ Vは Blwcoswt|=Bl°ω\coswt| 〔B〕 (4) コイルの面積をSとする。 時刻において, コイルは水平から角 ・度回転しているので、 磁場に対して直角方向に射影したコイルの面積 Sは図bより S=S|sint|=|sinet| このとき、コイルを貫く磁束は、磁束の式 「Ø=BS」より, 0<wt<πで のコイルの向きに対してコイルを貫く磁束を正とすると =BS = Blsinat (5)(4)においてコイルに生じる誘導起電力 Vの大きさ|Vは,ファラデーの 電磁誘導の法則 「V=-N2」より 4t |V|=|-1×40 |=|_ A(BIªsinwt)|=|- BF²-- =l-Bl2wcoswtl=Blw\coswt|C Asin wt At ---

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理科 中学生

(2)の答えはウなんですがその考え方を教えてください。空気側>レンズ側で解くとア、イ、ウのどれかになります。

2太郎さんは、光の進み方を調べるため、半円形レンズを用いて次のような実験を行い,ノートに まとめた。 下の(1)~(4)の問いに答えなさい。 太郎さんのノートの一部 【方法】 ① 図1のように, 10° ごとの目盛りが入っ た記録用紙の中心Oと, 半円形レンズの 中心を合わせて置き, 光源装置からの光 が半円形レンズの平らな面の中央を直角 に通るように, 光源装置の光を当てる。 光源装置 図1 【実験装置を真上から見た図】 半円形レンズ 記録用紙 ② 半円形レンズを, 点を中心に反時計回りに回転させて図2 の位置に置き, 平らな面の中央に光源装置の光を当てる。 【結果】 ●では光源装置からの光はまっすぐ進んだが, 2では半円形レ レンズの平らな面で光が折れ曲がって進んだ。 (1) 下線部の現象を何というか,書きなさい。 光の 道すじ 図2 → 光の道すじ 0 (2)方法②で,半円形レンズの平らな面で折れ曲がって進んだの中アイ 光の道すじはどれか。 最も適当なものを、図3のア~エの中 から一つ選んで,その記号を書きなさい。 光の (3) 図1のときから,半円形レンズを点Oを中心に, ある角度 道すじ 10 H

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理科 中学生

⑴解説にC1の右側にS極が生じると書いてありました。なぜですか? ⑶答えはイです磁界が弱くなると誘導電流が逆になるのは何故ですか?

電流。 磁界の変化 0 を回転させると の流れる向き ある。 なぜ右にS 2 [電流と磁界] 電流と磁界に関する次の問いに答えなさい。 (1) 図1のように、C, Ca(同 じ太さの円筒に同じエナメ ル線を同じ回数巻いたコイ ル)を、その中心を通る線が 東西の方向になるように置 1 西 すべり 抵抗器 C ad 電池スイッチ -東 その中央に磁針を置いて, a とc, bとdをそれぞれつ なぎ、スイッチを入れ、電流を流すと磁界が生じるが、この 場合,磁針はどうなるか。 次のア~エから1つ選び、その記 号を書きなさい。 [ アN極がC のほうに振れる。 de イN極がC2 のほうに振れる。 ウ左右に大きく振れる。 エどちらにも振れない。 変化させるこ 電流のこと。 なるほど誘 塩が近づ 妨げよ 向に電 ] 電磁誘導は、磁界が 変化しているときに起こる。 変化の後は、次の変化まで誘 導電流は流れない。 電磁誘導加熱 Q コイルに大きな電流 を流すと、強力な磁界が発生 する。 この上に電気を通しや すい鉄、ステンレスなどの金 属を置くと、電磁誘導により 渦電流が発生して、抵抗によ 金属が発熱する。 これを利 使用したものが電磁調理器であ る。 注意 誘導電流の大きさ 第20 3 コイルに流れる電流 A ] が小さくなると,それによっ て生じる誘導電流も小さくな る。 (2)図1のように, C1 C2 および磁針を置いて,aとd,bと cをそれぞれつなぎ,スイッチを入れ,電流を流すと磁界が 生じるが,この場合,磁針はどのようになると考えられるか。 次 のア~エから1つ選び、その記号を書きなさい。 アN極がC のほうに振れる。 [ イN極がC2 のほうに振れる。 ウ左右に大きく振れる。 くわしく 誘導電流の向き エどちらにも振れない。 (3) 図2のように, Ct, C2 の中 図2 に铁しんを入れ,スイッチを ていこう 入れてからすべり抵抗器のつ すべり 抵抗器 S極 れる。 まみを,抵抗が大きくなる方 向にすばやく動かしていくと電池 スイッチ 検流計 C2 に電流が流れるが,この場合,検流計の針はどのように振 れるか。 次のア~エから1つ選び、その記号を書きなさい。 アスイッチを入れたときに振れ, つまみを動かしているとき は振れない。 イスイッチを入れたときに振れ, つまみを動かしているとき は逆向きに振れる。 ウスイッチを入れたときには振れず, つまみを動かしている ときは振れる。 誘導電流は,その電 流によって生じる磁界が外か ら加えた磁界の変化を妨げる 向きに流れる。 (レンツの法 則)

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