教えて欲しいです。 電磁気の分野です。 1、2枚目は問題で、3枚目は解凍群です。

【4】 導 次の文章の空欄にあてはまる最も適した数式または語句を解答群の中から選びなさい。 図1のように、質量m,長さ1の導体棒ab の両端に質量の無視できる導線をつなぎ、固定さ れた水平な絶縁棒上の点c, 点dに巻きつけ, 導体棒ab が水平になるようにつるす。点cと点 dの間隔を1とし、導線 ac, bd の長さをともにする。また,aの最下点を原点Oとして図1 のように水平方向にx, y 軸を,鉛直方向に軸をとる。この装置をy軸の負の方向から見た様 子を図2に示す。 さらに、 図1の上部 線 ar か にあるように、抵抗値 R の抵抗,起電 力Eの電池、スイッチSからなる回路 を導線につなげる。 また、 図1,2のよ うに導線が鉛直方向となす角を0と し、矢印の向きを正とする。以下では 重力加速度の大きさをgとし,導体棒 と導線の抵抗 および回路abdc におけ る自己誘導は無視する。 また、導線は たるまないとし、絶縁棒と導体棒の太 さは無視できるものとする。 S p TR 9 E ZA 8 B 0 -a x 図1 d ZA r 0 図2 B a x スイッチSをq側に接続し,図1,2のように, z方向の正の向きに磁束密度の大きさがBの 一様な磁場 (磁界)をかけると、導線が鉛直方向と角度をなす状態で導体棒ab を静止させるこ とができた。このとき, 導体棒には大きさ (1)の一定の電流が流れるため、 大きさ (2)の力がx軸と平行に,x軸の (3) の向きにはたらく。 導体棒にはたらく力のつりあ いにより, はtando = (4)をみたす。

モーメントのつりあいでTsin60×lsin60がだめな理由を教えて欲しいです

水平方 Tcos 45°Fcos 45°= 0 よって T=F 鉛直方向の力のつりあいより Tsin 45° + Fsin 45°-W = 0 T+F=√2w T=F=√2 sino T 45° G 0 A Tcos 45 B Fcoso 図 C W ① ②式より ・W 2 2 -x60=30√2 =42N2 [別解点Bのまわりの 力のモーメントのつりあいより Wx0.30-Tsin45" x 0.60-0 よってTw -W42N Rx-Tcos60°=0 Rx-1T=0 ここがポイント 96 . の向きを仮定し、水平 鉛直2方向のつりあいの式と力のモーメントのつりあいの式を立てる。 解答 抗力の向きを図のように仮定する。 C 水平方向の力のつりあいより10 30° ① MO 鉛直方向の力のつりあいより Ry+ Tsin 60°-W = 0 A Ry R Rx -Zsin 30° -Ry+ -T-W=0 T T'sin 60° 2 60° Ma の向きが正確に分から なくても、ある向きに仮定す ることにより解くことができ る。 その場合, Rx, Ryが負 の値であれば、仮定した向き と逆向きであると考えればよ い。 2 参考 抗力の大き と向き 京 点Aのまわりの力のモーメントのつりあ。 OS 12 30° -sin 60° B より Tcos 60° Ry [mm] m02.0 m08.0 W (080) OL T×lsin30° W x 12sin60°= 0 3 +--0 x/1/23 (x) 0 Rx (1) ③式より T=- √3 W mos.0 m01.0 (2)Tの値を①式に代入してR-12T=4W(右向き) Tの値を②式に代入して Ry=W- √3 = -W 上向き 2 R2=Rx²+R,2 = (4) + (12/0 4 w2 よってR=/12/2W Ry 1 (Stan0= Rx√3 ここがポイ 97 棒にはたらく から受ける垂直 m00 LO molよって0=30° (87) MO-08+0=3 ありをつるした糸の張力 W (おもりにはたらく重力は等し ける垂直抗力 NA と床から受ける摩擦であ あいの式を連立させて解く。

（2）の電流の向きについて。この時に生じる誘導電流は「y軸の負の向き」だと思うのですが、答えが「y軸正の向き」になっているのは、誘導起電力vBlよりも起電力Eの方が大きいため、相対的に起電力Eから生じる電流の方向き「y軸正の向き」になると言うことですか？

基本例題 89 磁場を横切る金属棒に生じる誘導起電力 448,449 解説動画 図1のように, 真空中に金属レー ルが水平に置かれ、その上を金属棒 がなめらかに移動できるようになっ ている。 金属棒の長さはl [m] で, レールの間隔に等しい。 またレール 面と垂直に、磁束密度B [T] の磁場 が加えられている。 レールの方向を x軸, 金属棒の方向をy軸とする。 磁場の向きはz軸の正の向き (紙面 裏から表の向き)である。 a レール B 金属棒 ◎磁場 抵抗 R 2 図 1 a 2 軸の 正の向き a E- ひ ひ b b 図2 図3 また、金属棒の抵抗は R [Ω] である。 [A] 図2のように, 端子 a, b間に起電力E [V] の電池 (内部抵抗0) を接続した ところ, 金属棒は動き始めた。 金属棒がx軸の正の向きに速さ [m/s] で動い ひ ◯いるとき (1) 金属棒の両端に発生する誘導起電力の大きさ V [V] を求めよ。 45 金属棒に流れる電流の大きさI[A]と向きを求めよ。 43 金属棒に加わる力の大きさ F [N] を求めよ。 十分長い時間が経過し, 金属棒の速さは一定になった。 このとき 4) 金属棒の速さひ [m/s] を求めよ。 [B] 図3のように, 端子 a, b間に固定抵抗 [Ω] を接続し, 金属棒に外部から力 を加えて動かした。 金属棒がx軸の正の向きに速さ [m/s] で動いている (5) 金属棒に流れる電流の大きさ [A] と向きを求めよ。 指針 磁場を垂直に横切る金属棒に生じる誘導起電力の大きさは Bl [V] である。 向きは,レンツの法則と右ねじの法則とから判断する。 解答 [A] 軸の負の向きの磁場をつくる 向きに誘導起電力 Vが発生(レンツ の法則)。 Vの向きはEの向きと反 対になる (右ねじの法則)。 (1) V=vBl [V] (2) キルヒホッフの法則Ⅱより E-V=RI E-vBl よってI=- [A], R 軸の正の向き E-vBI\ (3) F=IBl= R JBU[N] (4) Fはx軸の正の向きにはたらき (フ レミングの左手の法則), 棒は加速さ れ V の増加とともにVも増す。 がEに達すると,② ③式より I=0, F=0 となり,以後,速さはひで一定 になる。⇒F=0F=D. ③式で,v=v のとき F0 より E-voBl=0 よって E Vo= [m/s] BU [B] (5) 誘導起電力の向きと大きさは [ A ] と同じなのでV=Bl[V] vBl I'= R+r [A],軸の負の向き

解説の図1で、糸の重さ（鉛直方向の矢印）はなぜ書かなくていいのですか？

思考 127. 棒でつながれた物体の運動 図のよう B A になめらかな水平面上に,質量mとMの2 つの物体A,Bが, 質量 w, 長さの太さと 密度が一様な棒でつながれている。 物体Bを d F 大きさFの力で引いて運動させた。 このとき, 次の各問に答えよ。 (1) これらの物体の加速度の大きさと, 棒がその両端で水平方向に受けている力の大 きさをそれぞれ求めよ。 (2) 棒のAからの距離がdの点で, 棒の右側の部分と左側の部分がおよぼしあう力の 大きさを求めよ。

なぜリングAとBはこのような磁石に置き換えられるのでしょうか

問2 図2のように, ソレノイドの両 端のすぐ外に, 銅製の閉じたリング A,Bを中心軸がソレノイドの中心 軸と一致するように配置する。 ス イッチを閉じてから電流が一定値に なるまでに, リング A, B にはそれ リングA リングB & D 00 000 20 スイッチ A 図2 の正 ぞれどのような力がはたらくか。直す 名1 名 岩崎 唐崎 や リングA 1 リング B 2 9 ① ソレノイドに近づく向きの力 ②ソレノイドから離れる向きの力 ソレノイドに流れる電流と同じ向きにリングを回転させる力 ④ ソレノイドに流れる電流と逆向きにリングを回転させる力 きる。その で、その断 KERBON ラン

何回やっても囲んである部分の式を立てれません、、モーメントは力×(うでの)長さということは分かってますが、つり合いの式を立てるのに苦戦してます、、 分かる方お願いします🙇

体のつり合い 31 となり、B 点では棒が右へ滑るはずだから、摩擦力の向きは 左向きである。 床と壁からの垂直抗力をN, N' とおく。 8. の と床からの摩擦は最大 N IG mg 上下のつり合いより N-mg ---D A点のまわりのモーメントのつり合いより mg.cos 6+uNI sin 6.- Nl cos 0. ①を代入して, 両辺を mgl cos 8。 で割ると 1 tut +μtan 6, 1 ..tan 0,= 2μ なお、左右のつり合いより N' =μN=μmg #N mg とμNは時計回り モーメントで、仲間。 左右や上下を意識 するのは力のつり合い N' が右向きであることから,摩擦力は左向きと判断してもよい。 友回:mg=N Q&A 05

(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

力の作用線が集中しているのはがB点ではなくA点とわかるのはなぜですか？

リード C 基本例題 19 棒のつりあい 第5章■剛体にはたらく力のつりあい 47 94,95,96 解説動画 長さの軽い棒の一端Aを鉛直なあらい壁にあて,他端 C Bと壁面Cを糸で結ぶ。 この棒に質量mのおもりをAか 糸 距離dの点Pに下げたら, 棒は水平で糸は棒と30°の角 をなしてつりあった。このときの,糸の張力の大きさ T, A端にはたらく摩擦力の大きさ F,垂直抗力の大きさNを, 重力加速度の大きさをgとして求めよ。 A 30° B IP d Om 指針 Aのまわりの力のモーメントのつりあい,鉛直方向,水平方向の力のつりあいを考える。 解答 棒には図の力がはたらく。 張力Tを水平, 鉛直方向に分解する。 力の作用線が集中してい る点Aのまわりの力のモーメントのつりあいの式より 2mgd 12T×1-mgxd=0 T=- l 鉛直方向の力のつりあいの式を立て, Tを代入すると F+1/2T-mg=0 F-mg/121x2mgd=mg(1-4) 水平方向の力のつりあいの式を立て, T を代入すると N√3T-0 N=√3x2mod√3mgd 2 32 12 C √3 -T T F 130° N A B mg

この問題の(2)でのA端のまわりの糸の張力のモーメントなんですが、Tsin30°×2l(←エル)だと思ったんですけど先生からT×2lsin30°だと教わりました。2lをどう分解したのかが全然分かりません。教えてください。あと、Tを分解しちゃダメなんですか？それもお願いします。

図1のように,長さ21〔m〕,質量2m[kg] の太さの無視できる一様な棒ABのB端から 12 [m] のところに,大きさの無視できる質量m[kg] のおもりを取り付けた。この物体について 次の問に答えよ。ただし、重力加速度の大きさをg〔m/s2] とする。 ☆() 物体全体の重心の位置は,A端からいくらの距離にあるか。 次に,図2のように, 粗い垂直な壁上の点Cと図1の物体のB端を軽い糸で結び, A端を壁に 触れさせたら,物体は水平になってつり合った。 このとき, B端につけた糸は水平方向と30°の 角度をなしていた 糸の張力の大きさをTとする。 A端, およびB端のまわりの、糸の張力のモーメントを それぞれ求めよ。 ただし, 反時計回りを正の向きとする。 (3)物体にはたらく糸の張力,垂直抗力および静止摩擦力の大きさをそれぞれ求めよ。 垂直抗力と静止摩擦力の合力が水平方向とのなす角を0として, tan 0 の値を求めよ。 2-2 B 21. 21 図 1 図2 30° B

写真の問題についてです。 フレミングの法則より出てきた電流の向きを逆にして考えたのですが、全て間違ってました。 誘導電流はフレミングの法則をそのまま使って大丈夫なのですか？

|231 次の場合のように,一様な磁束密度B[T]の磁場がある空間で,導体棒 PQ を図のよ うな向きに動かす。誘導電流は,導体棒中をPQとQPのどちらの向きに流れる か。 (1) B QAB (2) B QIB 進む向き 進む向き P-Q Q P P P (3) (4) B QIB AB QAB 進む向き ← P P→Q 進む向き P Q P