物理の電磁気です 下図のような設定の問題なのですが、 コイル内の磁束密度は B = μH = μnIsinωt ここまでは合ってますか？ また、誘導機電力は V = n|Δφ/Δt| = μn^2SωIcosωt になるんですか？ 教えていただけたら助かります

mmm コイル(断面積S,単位長さあたり n回巻 電流 ↓ 交流電流 I sin wt 透磁率

【高校物理、電磁気学】 河合塾出版の参考書、「高校物理」の例題4-5で分からないことがあります。 (c)(d)を解説と異なる方法で求めようとしました。(c)は答えが合いましたが、(d)は合いませんでした。私の解答を書きますので、どこが間違っているかをご指摘頂きたいです。一応... 続きを読む

第1章 電場 275 例題 4-5 電場と電位・位置エネルギー 真空中の電荷と電場に関する下記の y 文において, (a)から (d) にあ てはまる式を記せ。 ただし, クーロン P(-d,d) の法則の比例定数をk [N·m²/C2], •C(0,d) 電子の電荷を -e [C], 電子の質量 をm[kg] とし, 無限遠点での電位を 0Vとする。 0(0, 0) x B(-d, 0) A(d, 0) (1)A(d,0) と点B(-d, 0) に正の電荷 Q を固定し,y軸の点 C(0, d) 電子を置く。 D(0,- -d). 点Cで速度 0 であった電子が電場で力を受けてy軸上を動くとする と、原点0での速さは (a) | [m/s] となる。 (2) 点Aと点B の正の電荷 Q のほかに, 点Cに電気量 Q [C] の点電 荷を固定する。さらに,これら3つの点電荷を固定したままで, y 軸上 の負の方向の無限遠点に置かれた電気量 - Q [C] の点電荷をy軸に 沿って点D (0, -d)までゆっくりと動かす。 このときに外力がする 仕事は(b) [J] である。 (3)点Aと点Bに電荷 Q, 点 C と点Dに電荷 - Q を固定した状態から, 点Cの電荷 Q をC→P→B の経路で点B まで, また点Bの電荷 Q をB→O→Cの経路で点 Cまで同時にゆっくりと動かす。 このとき外 力がする仕事は (c) [J] である。 さらに,点Aの電荷 Q と点B の電荷 Q を固定したままにして, 点Cの電荷Qをy軸の正の方向に向かって無限遠点まで,また点Dの 電荷-Qをy軸の負の方向に向かって無限遠点まで同時にゆっくりと 動かす。 このとき外力がする仕事は(d) [J] である。 (東北大) 解答 (1) (a) 点A,Bの電荷による点Cおよび点0の電位は, それぞれ, Vc= kQ kQ √2kQ + √2d √2d d kQkQ_2kQ Vo d V₁ = kQ+kQ d 求める速さをひとする。 力学的エネルギー保存則より, 1/12m+(e)xVo=(-e) Vc .. mv²= (2-√2) kQe d

上から三行目の式（2行目の式）がなぜこうなるのか教えていただきたいです。 kl/e²nS=Rがわからないです。

I en Sv オームの法則:V= #: R= k 1 e²n *: P = V2 R kl e²nS 1 ≡p- S S x I(⇒ V = RI) = ( p は抵抗率) IV = RI²

物理が苦手です。 わかりやすいおすすめの参考書教えていただきたいです💦

95の(4) Cについて鉛直方向の力つりあいというところで、どうしてTは下向きの力になるんですか？ (2)ではTは上向きの力でした わかる方教えていただけるととても助かります！

コンデンサーの問題です。（3）の解説で、破線で囲まれた部分の電気量を求めるとき（2）の答えのみでなく(1)の答え（-Q)も足しているのはなぜでしょうか？ よろしくお願いします🙇

274. コンデンサーのつなぎ換え■ 電気容量がそれぞれ 2.0μF, 3.0μF, 2.0μFのコンデンサー Ct, C2, Ca, 電 圧5.0Vの電池E, およびスイッチ S1, S2 を用いて、図 のような回路をつくる。 最初, S., S2 は開いており、各 コンデンサーの電気量は0であった。 次の文の 入る適切な数値を答えよ。 まずS」のみを閉じる。 十分な時間が経過したのち, C2 にたくわえられる電気量は ( 1 ) C である。次に, S, を開いて S, を閉じた。 しばらくすると,Cにくわえら れる電気量は( 2 ) Cとなる。 さらに, S2 を開いて S, を閉じた。 十分な時間が経過 したとき, C2にたくわえられる電気量は( 3 ) Cである。 問題275 276 また,C2, C3 の極板間の電圧は等しい。 Q2 Q3 3.0x10-6 2.0×10-6 Q2 = 3.6×10 - FC 式 ① ② から Q3 を消去して (3) C1, C2 にたくわえられる電気量を Q1 Q2'′ とする (図3)。 Ci, C2 の各 コンデンサーに加わる電圧 VI', V2' は, 2.0×10-6 V'' + V2' = 5.0V なので, + 3.0×10−6 セント 27 10μF と 30μFのコンデンサーの電圧の和は6.0V,20μF と 30 μFの電圧の和は9.0V に等しい。 272 どれか1つのコンデンサーが耐電圧に達したとき、全体にかかる電圧が全体の耐電圧である。 273 (3) C. の下側の極板の電荷とC2の上側の極板の電荷の和は, S. を閉じても一定に保たれる。 274 スイッチ St. S2 の開閉の前後で, C. C2, Ca において、電気量が保存される部分に着目する。 E 5.0V 図3 S₁ E C₂- S₁ 例題26 S₂ A (12. 湘南工科大改) 例題26 C₁ + Qi +Q₂ =5.0.③ 2.0×10-6 3.0×10-6 図3の破線で囲まれた部分の電気量の和は、スイッチの開閉の操作を する前の電気量の和に等しい。 (1), (2)の結果から, その電気量の和 +3.6×10㎡=-2.4×10~6 Q+Q2=-6.0×10 -Q'' +Qz'=-2.4×10% ... ④ 式 ③, ④から, Q を消去して, は, したがって Q2'′ = 4.56×10C 4.6×10C え 直 め

20番　 孤立しているのに電圧があるのは、もともと充電されてるからってことですよね？

54 電磁気 20 I 解 (1) はじめは電圧Vがかか の電 は0である (それは C2 の上側極板が孤立していて 電気量0のままだから)。 実 V'= 一方, C2 の電気量や電 Q=C,V S 1 時間的に追うと、G」の電荷の一部が2に移り の電圧が下がって C2 の電圧が上がりやがて両者 の電圧は等しくなる。 Q₁+0=(C₁+C₂) V' C1 -V [V] また Q2'=C2V'= C1+C2 [C] (2) C1, C2 からなる並列コンデンサーに電圧 Vがかかるから, 全電気量 Q' は Q'=(C₁+C₂) V 並列コンデンサーの電気量の増加はQ'Q=C2V [C] これこそ電池を通った電気量である。 C₁ 次に〈直列〉。直列は,各コンデンサーがは じめ電荷をもっていないという状況からス タートする。全体に電圧 V をかけたのが右の 図 a ありますので CC2V C+C2 通過電気量・ 関連する極板の前後の電気量を押さえる スイッチを通った電気量などもよく問われる。 スイッチにつながる極板はど れかから思考が始まる。 2つ以上の極板につながる場合は, 総電気量の変化を 追えばよい。 20 V A fulのコン /20Vで充電された10μF のコンデン サー C, と, 10Vで充電された40μFの ンデンサー2をつなぎ, スイッチを入れ ると何Vになるか。 図a, bの場合につ いて答えよ。 る席の確保、長時間 ·····ださい +Q C2 合わせて Q₁ +0 C1 図b [V' トクQ=CVの単位は[C]=[F]×[V] が基本だが,[μC]=[μF]×[V] マイクロ でもよい。 10- を表すが両辺にかかっているからだ。 v合わせて V2

物理のエッセンス電磁気ダイオードについて 52の(2)の解説を見ると、下半分の回路に関係なくABに4Vかかるとありますが、なぜ下の方が電圧も高いのに干渉しないんですか?

ab間を導線 ASSSSSSSSSSS a TO b 「解説 TO TER まず, "断線" 状態と仮定して, 回路を解き,a, b の電位の高低を調べる。 b WALAN 本 これで終わり るから,改めて“導線” として解き直す。 ダイオードはスイッチの役割をしているともいえる。 導線は閉じた状態, 断線 は開いた状態に当たる。 X としてやり直す。 52 * 理想的なダイオードをもつ図の回路で, 可変抵抗 を次の値にしたとき AB間を流れる電流はいくらか。 (1) 0.5Ω (2) 2Ω A 292 4 V B 12V

問1の状況の回路は3枚目の図のように考えられないんですか？3枚目のやり方で解くと答えが間違ってました

Ⅱ 図1のように, 円形導線, 電気容量 C のコンデンサー, 起電力 V の直流電源, スイッ 直線AB, CD が点Oで直交する位置関係である。 円形導線は太さが均一で一様な チ 1,2を接続する。 点Oは円形導線の中心,点A,B,C, D は円形導線上の点で 材質でできており, 全体の抵抗値は R である。 はじめ, スイッチ 1,2はどちらも開 さい。 なお 問 1~4は, 解答の導出過程も示しなさい。 必要な物理量があれば定義 いた状態で,コンデンサーに電荷は蓄えられていなかった。 以下の問1~5に答えな して明示しなさい。 ただし, 円形導線以外の電気抵抗や, 回路の自己インダクタンス は無視できるものとする。 (配点25点) 問1 スイッチ2は開いたままで, スイッチ1を閉じたときに,円形導線の点Dに 流れる電流の強さを求めなさい。

(3)で力の向きが左手の法則よりどれも左向きと解説にあるのですが、どういうことですか？ ab,cdで誘導起電力が発生しないのは何故ですか 助けてくださいお願いします

例正 磁場を横切る回路の電磁誘導 2 図1のように,水平面上に平行で2L〔m〕 だけ離れた2直線んとんに 挟まれた領域がある。その領域に,平面に垂直で紙面の裏から表に向かう 磁束密度B 〔Wb/m²] の一様な磁場がかかっている。 導線と抵抗 R [Ω] の2つの抵抗器をつないで,図1のように1辺の長さがL 〔m〕の正方形 の形状をした回路をつくる。回路全体の質量をm[kg] とし,導線の抵抗 と2つの抵抗器の体積は無視できるものとする。この回路を辺 ab が直線 ムに垂直になるように平面上におき,直線に垂直に右向きに運動させ, 2直線とに挟まれた領域を通過させる。 回路と平面の間の摩擦と回 路の自己誘導は無視できるものとする。 以下では辺ad が直線ﾑに重なっ た時刻を t=0s, 辺bc が直線に重なった時刻を t=t〔s〕, 辺 ad が 直線に重なった時刻を t=t〔s〕, 辺bc が直線に重なった時刻を t = t3 〔s] とする。 解答にはt, t2, ts を用いてはならない。 ↑ 回路の速さ [m/s] L b R/2 R/2 L a d ↑ 4₁ 2L OB 12 Uit u3 0 t₁ 0 図2 はじめに、回路の速さが一定値 (2) 回路を流れる電流 [A] v[m/s] をとる場合を考える。 t₂ 0≦t≦において, 正方形 abcd を貫く磁束の大きさの単位時 間当たりの増加分を求めよ。 0≦t≦において, 回路を流れ る電流を求めよ。 また,回路を流れ る電流 0≦t≦t における時間 (3) 回路が磁場から受ける力の大きさ 〔N〕 変化を右図のグラフに図示せよ。 た だし, 図 1 で a→b→c→d→a の向きに流れる電流を正とする。 (3) oststにおいて,回路が磁場 til ti t₂ tt [s] t₂ ta't [s] tst [s]