学年

質問の種類

物理 高校生

名問の森の質問です! ?のところのV1とV2の向きがなぜそうなるか分からないので教えて下さい!

122 電磁気 38 電磁誘導 十分に長い直線導線Lがy軸上 にあり, 1辺の長さ2aの正方形コ イル ABCD が 辺ABをx軸上に, 辺BC を軸に平行にして置かれて いる。 コイルの電気抵抗は R で, コ イルの位置は辺ABの中点Mの座 標xで表す。 装置は真空中に置かれ, 真空の透磁率 μlo とする。 コイルの 自己誘導は無視する。 Foll 導線L に+yの向きに一定電流Iを流し,コイルを一定の速さ で,xy平面上,x軸に沿って導線から遠ざける。コイルがx(a)の 位置を通過するときについて, (1) L による,点A,B での磁場の強さ H1, H2 をそれぞれ求めよ。 (2) コイル全体での誘導起電力の向き (時計回りか反時計回りか)と大 きさVを次の2つの方法で求めよ。 Level (1)★★ (2) (a)★ (b)★ (3)★ Point & Hint 電磁誘導は一般にはファラデーの電磁誘導 の法則に従っている 0 (2) (b) 微小時間⊿tの間の磁束の変化⊿のを調 べる。 といっても, コイルを貫く磁束のはコイ ル内の磁場が一様ではないので(積分しない限 り) 計算できない。 そこで, 変化した部分だけ に目を向ける。 近似の見方も必要。 L D A -2a- M C B (a) 1つ1つの辺に生じる誘導起電力を調べる。 (b) コイルを貫く磁束の変化を調べる。 (3) x=2aのとき, コイルに加えている外力の向きと大きさを求め よ。 (九州大+お茶の水女子大) -V Base 電磁誘導の法則 磁束① = BS V=-N40 4t 一面積S N巻きコイル ※マイナスは磁束の変化を 妨げる向きに誘導起電力 が生じることを表す。 LECTURE (1) A,Bでの磁場は ? I H₁ = 2π (x− a) 2π (x+a) (2a) 直線電流Ⅰのつくる磁場は紙面の裏へ の向きとなり、磁力線を切って進む AD と BCで誘導起電力 V1, V2が図の向きに発生 している。公式V=vBlより V₁ = vμoH₁.2a V2= vμoH22a 2つの起電力が逆向きとなっていることと, H>Hより全体の起電 力は時計回りで (b)微小時間tの間にコイルはx=v4t だ け動き,右の赤色部分で磁束を402 増やし、 灰色部分で4の減らす。 そこで,磁束の変化 40は H2= 40= 40₂ 40₁ =μoH22a4xμoHi・2a4x 2μo lav π (x²-a²) At 符号マイナスは磁束の減少を表している (H) > H2 より定性的にも明らか)。 よっ て, 誘導起電力の向きは、父の向きの磁場 を生じるようにコイルに電流を流す向きで あり、時計回りと決まる。 40=2μoIav V = π (x² - a²) 4t V=V1-V2=2μova (H1-H2)= 2μo Iav π (x²-a²) (3) x=2a より V= 2μo Iv であり、誘導電流 3π えは時計回りに流れ, オームの法則より i = R 38 電磁誘導 2μo Iv 3πR V₁ H₁ v A -x+a H₁ 4x F D 123 H 2 V i V2 A ⊿xは微小なので ③ 磁場はHやHで 一定としてよい。 B H2 4x C i F2 B Iとの向きから, ③ F は引力, F2は反 発力と決めてもよい。

回答募集中 回答数: 0
物理 高校生

わかりません.教えてください

246. (電気抵抗一電位差計)図は電池の起電力を精密に測定する電位差計の回路図である. ABは長さL, 単位長さ当たりの抵抗の一様な太さの抵 抗線, Pはその抵抗線に接して自由に動かすことができる接 点 は電流計, G は検流計, E〟は起電力が既知の標準電池, Exは起電力が未知の電池, K は切替スイッチ, Eは起電力 A Eの電池, Rは可変抵抗である. 簡単のため、電流計A,電 池Eの内部抵抗はともに無視できるものとする. まず, K を開いた状態で、 可変抵抗 R の抵抗値をRにした。 (1) このとき、電流計の読み r. Rを用いて答えよ.E=IO(Ro+rL) r, I. ₁ 次に, KをC側に閉じ、 接点P を動かして, 検流計 G に電流が流れないPの位置を探すと. Ro TIL AP の長さがムのときGに電流が流れないことがわかった.V=RIより (2) 標準電池Esの起電力 Esはいくらか、Lo,r, h を用いて答えよ. V = VIOI、 次に, KをD側に閉じ, 接点P を動かして, 検流計 G に電流が流れないPの位置を探すと, APの長さがしのときに電流が流れないことがわかった. (3) 電池Exの起電力Exはいくらか. (2)のEs およびL, lを用いて答えよ. (4) Es= 1.50V, 4= 30.0cm, lz= 80.0cm のとき,Exは何Vか.AS E, L, はいくらになるか, Es HH A ←I L P C K____ Ex D D ① 向くの家計 E B SSSSSHOOJATE

回答募集中 回答数: 0
理科 中学生

理科の回路の問題です。 (エ)について説明してほしいです。

問5 〔B〕 Kさんは. 電熱線の電気抵抗の大きさと発生する熱量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。 ただし, 電流計や電圧計 を正しく接続した場合には,それらの器具の接続による測定値の変化は考えないものとし 回路に電 流を流しているときは, 電熱線の電気抵抗の大きさは変化しないものとする。 また, 電熱線から発生 する熱量は、すべて水の温度上昇に使われるものとする。 〔実験1] 図1のように、電源装置と4.0Ωの電熱線Aを導線でつなぎ, 発泡ポリスチレンのコップ に入った室温と同じ温度を示すくみ置きの水100gに浸した。電圧計が4.0Vを示すように回 路に電流を流し,電流を流した時間と水の上昇温度との関係を調べた。結果はグラフのよう になった。 温度計 電熱線A 発泡ポリスチレンの板 図1 P 電源装置 ガラス棒 発泡ポリスチ レンのコップ 水100g 電熱線A 電熱線B 電圧計。 stet oto 図2 DO 電流計 ×4.8 9'6 R 48 5.7.6 100g 電熱線A br 発泡ポリスチレンのコップ 水 22 水の上昇温度 3.0 2.5 2.0 〔実験2〕〔実験1] の電熱線Aと2.0Ωの電熱線Bを用い, 図2の模式図のように 並列回路と直列 回路をつくった。 それぞれの電熱線を発泡ポリスチレンのコップP~Sに入った室温と同じ 温度を示すくみ置きの水100gに浸し, 電圧計が6.0Vを示すように回路に電流を流して5分 後に水の上昇温度をそれぞれ調べた。 1.5 1.0 0.5 0 20 2 電熱線B 1 2 3 4 5 電流を流した時間 〔分〕 グラフ 2 IXR

回答募集中 回答数: 0
理科 中学生

回路の問題です。 (エ)を噛み砕いて教えて欲しいです。

問5 〔B〕 Kさんは. 電熱線の電気抵抗の大きさと発生する熱量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。 ただし, 電流計や電圧計 を正しく接続した場合には,それらの器具の接続による測定値の変化は考えないものとし 回路に電 流を流しているときは, 電熱線の電気抵抗の大きさは変化しないものとする。 また, 電熱線から発生 する熱量は、すべて水の温度上昇に使われるものとする。 〔実験1] 図1のように、電源装置と4.0Ωの電熱線Aを導線でつなぎ, 発泡ポリスチレンのコップ に入った室温と同じ温度を示すくみ置きの水100gに浸した。電圧計が4.0Vを示すように回 路に電流を流し,電流を流した時間と水の上昇温度との関係を調べた。結果はグラフのよう になった。 温度計 電熱線A 発泡ポリスチレンの板 図1 P 電源装置 ガラス棒 発泡ポリスチ レンのコップ 水100g 電熱線A 電熱線B 電圧計。 stet oto 図2 DO 電流計 ×4.8 9'6 R 48 5.7.6 100g 電熱線A br 発泡ポリスチレンのコップ 水 22 水の上昇温度 3.0 2.5 2.0 〔実験2〕〔実験1] の電熱線Aと2.0Ωの電熱線Bを用い, 図2の模式図のように 並列回路と直列 回路をつくった。 それぞれの電熱線を発泡ポリスチレンのコップP~Sに入った室温と同じ 温度を示すくみ置きの水100gに浸し, 電圧計が6.0Vを示すように回路に電流を流して5分 後に水の上昇温度をそれぞれ調べた。 1.5 1.0 0.5 0 20 2 電熱線B 1 2 3 4 5 電流を流した時間 〔分〕 グラフ 2 IXR

回答募集中 回答数: 0
理科 中学生

この問題を解いてほしいです

5 次の実験について (1)~(5) の問いに答えなさい。ただし,電熱線から発生する熱量のうち, 水以外の物質へ逃げる熱量の割合は 0%ではないものとする。 実験 I 電気抵抗が 6.0 Ωの電熱線Xを電源装置につなぎ, 図のように, 発泡ポリスチレンのカップに入れた 100gの水にさした。このと き, カップの中の水の温度は室温と同じく 20.0℃だった。 Ⅱ 電熱線Xの消費電力が 6.0W になるように電源装置の電圧を 設定し, 電源装置のスイッチを入れて、電熱線Xに7分間電流 を流した。 その結果, カップの中の水の温度はしだいに上昇し, 最終的に 25.7℃になった。 図 電源装置 __ 温度計 水 (1) 図の電源装置と電熱線Xを電気用図記号で表すと, どのようになるか。 適当なものを次のア~オ の中から1つずつ選びなさい。 ア8- イトゥーロ オー (2) 実験のⅡIで,電源装置のスイッチを入れたとき, 電熱線Xに加えた電圧の大きさは何Vか。 求 めなさい。 I 3.8°C カップ 電熱線X (3) 水1gの温度を1℃上昇させるのに必要な熱量が 4.2J であるものとすると, 実験を行ったとき の下線部の割合は何%か。 求めなさい。 (4) 実験ⅡIで電熱線Xに加える電圧を2倍にして, ほかの操作は何も変えずに実験と同じ操作を 行ったとすると, 実験で発生した熱量と同じ量の熱量が電熱線Xから発生するのにかかる時間は何 秒になると考えられるか。 最も適当なものを次のア~エの中から1つ選びなさい。 ウ 135秒 エ 150 秒 イ 120秒 ア 105秒 (5) 電熱線Xの代わりに、 電気抵抗が 9.0Ωの電熱線Yを用いて, ほかの操作は何も変えずに実験と 同じ操作を行ったとすると, 電流を流した7分間で, 水の温度は何℃上昇すると考えられるか。 最 も適当なものを次のア~オの中から1つ選びなさい。 ただし, ここでは下線部の割合が実験を行っ たときと同じであったとして計算することとする。 ア 2.0℃ 12.6°C ウ 3.2℃ オ 4.4℃

回答募集中 回答数: 0