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理科 中学生

(ゥ)と(エ)の(i)以外がわからないです。 多くてすみません!! 全て問5の問題です!! 教えてくださいお願いします🙏🏻🙏🏻🙏🏻

問5 Kさんは,電熱線の電気抵抗の大きさと発生する熱量との関係について調べるために、 次のような実験を行った。これらの実験とその結果について,あとの各問いに答えなさ い。 〔実験1] 電源装置と12Ωの電熱線 A. 電圧計, 電流計を導線でつないだ回路を用意した。 発泡ポリ スチレンのカップに室温と同じ20℃の水を入れ、 図1のように,温度計と電熱線Aを入れた。 電源装置の電圧を3.0Vにして、水をゆっくりかき混ぜながら電熱線Aに3分間電流を流した ときの流れる電流の大きさと水の上昇温度を測定した。 電圧を様々に変えて測定し,電流の測 定値から電力を求めた。図2はこれらの結果をもとに, 電熱線の消費電力と3分間の水の上昇 温度の関係をまとめたものである。 電源装置へ 温度計 65 発泡ポリスチレン のカップ 水 上 4 上昇温度 32 2 電熱線 A 発泡ポリスチレン の板 3 6 9 12 15 消費電力 〔W〕 図 1 図2 エ [実験2] 図1と同じ装置を用いて, 電熱線A に 6.0Vの電 圧を加えて電流を流し, 1分ごとに水の上昇温度を 測定した。 また, 電熱線Aを6Ωの電熱線B, 3Ω の電熱線Cにかえ, 同じ量の水で同様の測定を行っ た。図3は,これらの結果をまとめたものである。 6 電熱線C 5 上昇温度 4 32 2 [℃] 1 0 0 1 2 3 4 5 電熱線B 電熱線A 電流を流した時間 〔分〕 図3 (ア)〔実験1] において電熱線A に 6.0Vの電圧を加えたとき,電圧計への導線のつなぎ方として最も適 するものを次の1~4の中から一つ選び、その番号を答えなさい。 1. 2. 3. 4. 電源装置の電源装置の + 極側へ -極側へ 電源装置の電源装置の電源装置の電源装置の 電源装置の電源装置の -極側へ + 極側へ + 極側へ -極側へ 極側へ + 極側へ 300 V 15 V 0 5 300V 10 2 10 0 2 V V V

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物理 高校生

(6)で磁場による力が働いているのにエネルギー保存則が成り立つ理由を教えてください

(4)(ア)から(エ)の全区間でコイルに生したジュール熱の総量を求めよ。また、この総量とコイ ルの速さを一定に保つために作用させた外力との関係を述べよ。 129. 〈斜面上を動く正方形コイルに生じる誘導起電力〉 図のように、水平面となす角度が ⑥ (0x0<)の十分 長い斜面がある。この斜面に、質量がm, 電気抵抗が R, 磁場 B JAC [21 高知大改 A D 1 m.R B M x 0 1辺の長さがdの正方形の1巻きコイル ABCD を置く。 いま、斜面にそって下向きをx軸にとる。斜面上のx≧0 この領域には、面と垂直上向きに磁場があり,その磁束密度 の大きさはxの関数として, B=kx で与えられる。 こ ここでは正の定数である。 コイルの自己インダクタンス, およびコイルと斜面の間の摩擦力はないものとする。 重力加速度の大きさをgとする。 初めに、コイルの辺BCがx軸と平行で,辺AB と辺 CD の位置が,それぞれ, x=0 と x=dになるように置いた。 この状態から, コイルを静かにはなしたところ, コイルは辺 BCがx軸と平行なまま。斜面にそって下向きに動きだした。 辺ABが位置 xにあり,速さで運動している瞬間について,(1)~(6)に答えよ。答えの式 は,m,g, R, k, x, devのうち必要なものを用いて表せ。 (1) 辺ABの両端に生じている誘導起電力の大きさ V」を求めよ。 また, 電位が高いのは端A と端Bのどちらか答えよ。 (2) コイルに生じている誘導起電力の大きさ Vを求めよ。 Xxx dayRoux よって、 E=Bwx OPの電力の大きさV[V] とれるから V-12/Baw まるようになるか OPのである。 P(W) 抵抗で R に流れる電流の大きさ であるから 受ける力の式「F= (4)の向きが②だから、フレ 仕事率(W) は、 (7) Baw Ba 131〈相互誘導〉 2 AR ファラデーの電磁誘導の法則 比較する。 が流れているコイル <コイル」を貫く磁束のは、 SISL N₁ 電流が

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物理 高校生

(f)なのですが、Iが正なのを考慮していると思うのですが、各電圧の正負がいまいちわかりません。詳しく解説お願いします。

東京工業大 東京工業大 問題 25 27 ロックどうし及び も傾くことはな =4の場合のみ T" 壁 2 (50点) 図1のように,長さの導線ab, cd と長さlの導線bc を直角につないで 作ったコの字形の導線 X を,水平に固定された直線状の導線Yにつり下げて 作った長方形の回路 abcd を考える。 Yの区間 adの一部は電池, 抵抗器, コイ ルスイッチで作った装置Zで置き換えることができ, Yの両端は絶縁されて いる。XはYを軸に滑らかに回転できるが, 平行移動や変形をしないものとす る。なお, YとZは動かない。 ab, cdの質量は無視でき, bcの質量はmであ り、重力加速度の大きさをとする。 また、磁束密度の大きさがBである鉛直 上向きの磁場が一様に存在している。 導線の太さと電気抵抗, コイル以外の自己 インダクタンス, 電池の内部抵抗, 空気抵抗はすべて無視できるものとする。 回路を流れる電流の正の向きをa→b c d と定める。また,aを通る鉛直 方向の直線と abがなす角を0とし,a から bに向かう向きが鉛直下向きのとき =0であり,ab→c→dの向きに回る右ねじが進む向きを正の向き と定める。さらに,Xの角速度をωとし, 微小な時間 At の間に が △0 だけ変 である。 化するとき,ω= も静止したまま At Asstod 9 を用いて表せ。 の大きさを, つなぐ糸の張力 Mがある値 M min 巨囲でどのように は 0 の値によっ Y d Z A AB a b m C X 図1 [A]図2のように、電圧Vの電池,抵抗値Rの抵抗器 スイッチSを使って 作 adの一部を置き換える。 スイッチをp側に入れると抵抗器のみ 2024年度 前期日程 物理 2024年度 前期日程 物理

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