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理科 中学生

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電圧 -IA C % Rb IA 10 図1は,電熱線 a, b に加わる電圧と 電圧と電流の関係 図 1 0.4g ①a 20.3 電熱線al b 0.2 A ② 電熱線b 0.1 流れる電流の関係を表したものである。 図2は, 電熱線 a, b を直列につないだ 回路である。 ① 電熱線 a, b の抵抗の大きさはそれ ぞれ何Ωか。 ②電熱線に8Vの電圧を加えると 何Aの電流が流れるか。 ③ 電熱線bに0.3Aの電流を流すには, 何Vの電圧を加えればよいか。 図2のとき、全体の抵抗は何Ωか。 ⑤ 図2の電源の電圧を9Vにしたとき, X点を流れる電流は何か。 4 電流による発熱 右の図のような回路の装置を っくり,電熱線a に 6.0Vの電 圧を加えたところ, 電流計は 1.5 Aを示した。 ① 電熱線 a の抵抗は何Ωか。 0 0 1 2 3 ④ 4 電圧[V] (5) 図2 電熱線a 電熱線b X 19V 温度計 電源装置 (2) (3 20 ② 電熱線が消費する電力は 何Wか。 A 電熱線 a ~ポリエチレンのビーカー ③5分間電圧を加えたとき, 電熱線aが発生した熱量は何Jか。 12 電流と磁界 右の図のように, 棒磁石のN極をコイ ルに近づけると,検流計の針がふれた。 ① 磁石による力がはたらく空間を何とい うか。 ② 図のように磁石を動かしたときにコ イルに電圧が生じて電流が流れる現象 を何というか。また,このときに流れ る電流を何というか。 ③ 図の器具を用いて検流計の針のふれ 近づける。 ーコイル 検流計 アクリルの パイプ をより大きくするには,棒磁石をどのように動かせばよいか。 ① ②現象 電流 9

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物理 高校生

オが分かりません。普通にqwじゃないんでしょうか? 答え イ qvb オvb

II 空所を埋め、 問いに答えよ。 ウ (配点 45 ) 図1のような直方体のp型半導体があり, x,y,z 方向の辺の長さをそれぞれl, whとする。 図1に示すようにp型半導体の右側面をR 面, 左側面をL面とする。 このp型半導体のx軸に 垂直な面に電源を接続し, x軸の正の向きに大きさIの電流を流す。 z 軸の正の向きに磁束密度 の大きさBの一様な磁場(磁界) をかけたときの半導体内での電気伝導について考える。p型半 導体は,構成する原子間で結合する電子が不足してできた正孔 (ホール) と呼ばれる正電荷とみ なせる荷電粒子 (電気量q)が電流の担い手 (キャリア) となり, 電流が流れると考えることが できる。このp型半導体の単位体積あたりの正孔の個数をnとする。 h L面 と エは選択肢{ }の中から適切なものを選べ。 w B 図 1 R面 電源 まず, 磁場がかかっていない状態 (B=0T) では, p型半導体内で正孔は電源による電場 (電界)を受け, 平均の速さで動き, 電流が流れる。 この電流I の大きさは ア である。 この状態で磁場をかけた。 磁場がかかった状態でも正孔は平均の速さで動くとすると,正孔は, 磁場によって大きさ イ のローレンツ力をウ {L, R}面に向かう向きに受ける。 その ため ウ面はエ{正, 負}に帯電した状態になり, L-R面間に電場が生じる。 L-R面間 の電場の大きさは,正孔にはたらくローレンツ力と電場による力がつり合った状態で決まり、こ れら2つの力がつり合うと, その後, 正孔は直進すると考えられる。 このつり合いの関係から L-R面間に生じる電場の大きさは オ と求まり, L-R面間に生じる電位差 VH は カ と表すことができる。 VH は I を用いると キ と表される。この関係を用いると, 半導体中におけるnを調べることができる。

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