物理の理想気体の内部エネルギーの変化です。 これは成り立ちませんか？

nRaT= 子のPAV 2 2

106(オ)がわからないです

(2)図の最初の状態にもどる。すなわち,各スイッチは開いており、 (4)各コンデンサーの耐電圧(耐えられる電圧の限界)がすべて 45Vであるとき,合成コンデ C, Dの電位はそれぞれ Va=V(V), Va=Dオコ×V[V). [V/m]である。導体板 A, B, C, D間に蓄積されている静電エ 図1のように、十分に広い面積Sをもった平行板コンデンサーにおいて, 左側の極板Aは この状態でスイッチ S.のみを閉じた。このとき, 専体板A, B, どの導体板にも電荷は蓄えられていない。次の2つの操作後の結果を比較しよう。 d(m)、2d (m), 3d[m) とする。ここで, dは導体板の辺の長さ aと比較して十分小さいと する。国中のS,Sa. Siはスイッチを表している。 電源Vは電圧「V[V) の直流電源であり。 操作a):スイッチ S」を閉じ,しばらくしてスイッチ S,を開く。 それからスイッチS.を る文章を解答群から選べ。ただし、 数式は C, V、 dのうち必要なものを用いて答えよ。 2つの導体板 A, Bを平行板コンデンサーとみなしたときの電気容量を CIF) とする。 導体板Dは電源の負極とともに接地されている(接地点の電位を基準V とする。 また。 84 コンデンサー 85 標準間■ A つり最初の状態ではどの事体数にも電荷は書えられていたい。 °104.(コンデンサーの合成容量) 6.0Vの直流電源Eと,電気容量がそれぞれ 3.0μF, 1.5μF, 2,0μF, 2.0μFの4つのコンデンサー Ci, Ca, Cs, C4を図のように 接続し、十分に時間を経過させた。各コンデンサーは,接続する前 は電荷をもっていなかったものとして,次の問いに答えよ。 (1) 4つのコンデンサーの合成容量 C [uF] を求めよ。 (2)各コンデンサーに加わる電圧 Vi. Vz, Vs, Va [V), および蓄えら れた電気量Q,Q, Q, Q [C] を求めよ。 (3) 各コンデンサーに蓄えられた静電エネルギーの合計び [J] を求めよ。 C C。 S」 し ×V (VJ, Vo=UV である。導体板BとCの向かい合 C。 れらの間の空間に発生する電場は図で右向き, その強きは AB C E ネルギーの合計はオ|×CV2[J] である。 通体所の間属は拡大して かいてある ンサーとしての耐電圧 Vimax (V] を求めよ。 105.(ばね付きコンデンサー) (10 群馬大) 閉じる。 固定されているが、右側の極板Bは壁に固定されているばね (ばね定数k)につながカて。 て、Aに平行なまま動くことができる。極板が帯電していないとき, ばねは自然の長さのい 態にあり,極板間の距離はdであった。次に,図2のように,極板Aに正, 極板Bに自の筆 荷を徐々に帯電させるとばねは徐々に伸び,最終的に極板Aに +Q, 極板Bに -Qの雷益た 帯電させたところ, ばねの伸びが 4d (Ad <d), 極板問距離がd-ddとなったところでつり あった。真空の誘電率を Eo, 空気の比誘電率を1とする。また, ばねおよび壁の帯電, 重力 の影響はないものとする。次の問いに答えよ。ただし, (2)~~(5)は, Eo, d, k, Q, Sの中から 必要なものを用いて解答せよ。 (1) 電気力線のようすを図3に矢印で表せ。 極板間の電場の強さEを求めよ。 極板Bにはたらく電気的な力Fを求めよ。 (4) dd を求めよ。 (5) 極板間の電位差Vを求めよ。 ここで、極板Bを固定し、極板Aに +Q. 極板Bに -Qの電荷 を帯電させたまま、極板間に、比誘電率2の誘電体を図4のよう にゆっくりと差しこんだ。 6 このときの電気力線のようすを図4に矢印で表せ。 (7) Bにはたらく電気的な力は,(3)と比べてどうなるか。 を開く。 初めに操作(a)による結果を考察する。操作終了後,導体板CとDの間の電場の強さは 一カ(V/m] であり,導体板Aの電位は Via=Lキ ×V(V) である。このとき、毒体 新間全体に蓄積された静電エネルギーは,(1)のエネルギーの値オ×CV?[J) の ク]番 である。 一方,操作(b)の場合, 操作終了後に導体板AとBの同に発生する電場の強さはケ (V/m] であり, 導体板Aに蓄えられた電気量は Q=D■コ C) である。 また、事体板 A Bの電位はそれぞれ VAb= サ×1/[V), Vias=■シ×1/(V) となる。この場合、毒 体板間全体に蓄積された静電エネルギーは, (1)のエネルギーの値閉×CV*(J]の ス] 倍である。 したがって、2つの操作後の結果を比較すると次のようなことがわかる。 スイッチS。 を閉じると導体板 B, C間に発生していた電場が消失するので, スイッチを開じた直後。 その分の静電エネルギーが減少する。このとき、 セ」ということがいえる。 (2)の(b)の操作後,しばらくしてスイッチS:を開き、それからスイッチS,を開じた。この とき,導体板Cの電位は V%=[ ソ×1/[V] で, 導体板BとDに蓄えられている電気量 (絶対値)はそれぞれタ×0,[C). 「 チ]×Q&(C) となる。ここで、 &はこのコ(C である。 |セの解答群 3- d-dd- B A B otinl Foom P00000 +Q-91 図1 図2 -Q +Q 図3 +Q *106.(4枚の導体板によるコンデンサー回路) (15 広島市大 改) 図4 (a), (b)で等しくなる 間の静電エネルギーに加算される (14 東京理大改) s」a 51

AとCは等電位と解説に書いてあるのですが、なぜですか？

27** A 面積Sの3枚の金属板A, B, Cを間隔dで並べ, 図のように電池や導線で結ぶ。B上の電荷を求めよ。次 にスイッチKを切り,Bを上にxだけ上げたときの BC 間の電位差V'を求めよ。間隔4のときの容量をC とし,誘電率を Eo とする。 C B d KI C C d vL

金属球殻Nが単独で形成する電気力線が0の理由を教えてください

「次の文中の口に適切な数式または数値を入れよ。ただし,数式は,ko, a, b, x, Q, q *100.〈帯電した導体がつくる電場》 /次の文中の口に適切な数式または数値を入れよ。ただし, 数式は,k。。。 のうち必要なものを用いて答えよ。 ガウスの法則によると, 任意の閉曲 面を貫く電気力線の密度は電場の強さ に等しい。例えば、 真空中で点電荷を 中心とする半径rの球面を仮定して考 えれば、点電荷から出る電気力線の本 数を球の表面積でわった値が球面にお ける電場の強さとなる。そのため,電 気量q(q>0)の点電荷から出る電気力線の本数nは, 真空中でのクーロロンの法則の比例会 k。を用いて、n= ア]と書ける。 図1のように、真空中に半径aの金属球Mがあり, Q(Q>0)の電気量をもつように帯電さ せた。金属球Mの中心Oから距離xだけ離れた点における電場の強さE,電位Vについて考 える。ただし、電位Vは無限遠方を基準とする。 *2a のときは、金属球Mから出る電気力線は金属球Mの中心Oから放射状に広がると考 えられるため、電場の強さEは, E= イ]とわかる。 また, その点の電位Vは, V=ウ]である。 また,x<a のときは,導体内部の電位は導体表面の電位と等しく,導体内部に電気力線 が生じないことから, E= エ , V=[オ]となる。 図2のように,内半径6, 外半径cの金属球殻Nがあり, -Qの電気量をもっように帯電 させた。このとき,金属球殻Nが球殻内部の真空の空間につくる電場は,内部に発生する電 気力線のようすを考えると0である。 次に,図3のように,真空中で, 金属球殻Nで金属球Mを囲い,金属球殻Nの中心0'が金 属球Mの中心0に一致するように配置した。ただし, a<b<cであり,金属球Mの電気量は Q.金属球殻Nの電気量は -Qのままであるとする。このとき,中心0から距離 x (a<xくb)だけ離れた点における電場の強さ E'は、金属球M, 金属球殻Nがそれぞれ単 独でつくる電場を足しあわせた合成電場の強さであるので, E'=[_カ である。また, 金 属球殻Nに対する金属球Mの電位Vaa. lith 金属球殻Nの内部には電気力線は生じないので, VaM=| キ]である。 金属球Mと金属球殻Nは,電位差 Vaa を与えればQの電気量が蓄えられるコンデンサー とみなすことができる。このコンデンサーの電気容量Cは, C=[_ク である。 金属球殻N 金属球 M 0- Q O° 0,0 図1 図2 図3 G (m のさ、

写真1枚目の青線部が指すのは、2枚目で言うと赤の矢印で、向きもコレで合っていますでしょうか？左手フレミングの法則を使いました。

D 電流が磁場から受ける力 図 24の装置でアルミパイ プに電流を流すと, パイプは レール上を動く。これは, パ 磁石 s 日 房 電流 アルミパイプ イプに流れている電流が磁場 から力を受けるためである。 直線電流が磁場から受ける 力の向きは,電流の向きと磁 O図 24 電流が磁場から受ける力 場の向きのいずれにも垂直となる。また, 電流の向き,または磁場の向 きが逆になると,力の向きも逆になる。 直線電流が磁場から受ける力の大きさは, 電流が大きいほど, 磁場が 強いほど大きい。 また, 磁場中にある電流部分の長さが長いほど大きい。 直流モーターは, 電流が磁場から受ける力を利用している(図 25)。 力 カ磁場 LA B 場 A S N S Aは Aは A 左と接触 右と接触 DVN 一整流子 D 電流 カ 電流 三電流 ブラシ O図 25 直流モーターのしくみ ○は紙面の裏から表の向き, ®は表から裏の向きを表す。 回転できるようにしたコイルを磁場の中に置き, A→B→C→Dの向きに電流を流すと, 辺 AB は上向き,辺 CD は下向きの力を磁場から受け, コイルが回り始める(@)。 ⑤の状態の後, 整流子によってコイルに流れる電流は逆の向き(D→C→B→Aの向き)に変わる(©)。そ のため,辺 AB は下向き,辺 CD は上向きの力を磁場から受け, コイルは回転し続ける。 発展 フレミングの左手の法則 電流の向き,磁場の向き, 電流が磁場から受ける力 の向きの関係は, 直角に開いた左手の3本の指(中指: 電流,人差し指:磁場, 親指: カ)の関係に対応して いる。これを フレミングの左手の法則(フレミング: イギリス)という。 磁場 電流 カ 第2章 磁場と交流 | 205

(1)の問題です なぜマイナスがつくのでしょうか！

量m の物体をAからCへ次の経路で移すとき, 48 カ学 C 49 AB は水平,BC は鉛直で、 AC=/である。質 重力のする仕事を求めよ。 A A→C 2) A→B→C

（4）について、この問題では外部にした仕事はいくらかと問われていますが、回答では正味の仕事を答えるのが正解とされていました。 これはABCDAと1サイクルした中で、結果としてどのくらい仕事をしたかを問われているから正味の仕事を答えているのでしょうか？ 言葉足らずですみません。

60* なめらかに動くピストンをもったシリン 体積m°) ダーの中に1mol の単原子分子気体が入れ られている。図のように,気体の状態を温 度 T.[K),体積 V.[m°]の状態Aからゆっ くり変化させて A→B, B-→C, C→D, D →Aの過程を経て状態 Aにもどした。 A→BおよびC→D の過程では体積が一 定に保たれ,B→C およびD→A の過程で は体積は温度に対して直線的に変化してい る。気体定数をR[J/mol·K] とする。 (1) A→B の過程で気体が吸収した熱量は何Jか。 (2) 状態Cでの気体の圧力は何 N/m' か。 (3) D→Aの過程で気体が外部へ放出した熱量は何Jか。 A→B→C→D→Aの1サイクルをしたとき,気体が外部へした仕事 は何Jか。 .C VotA iB 0 To Ti T。 温度[K) 谷の (5) この1サイクルの(熱)効率eはいくらか。

物理基礎です。 力の範囲です。 丸が着いているところがわかりません お願いします！

見は4 明け テスト センター試験(本試)物理基礎 ー18- ○本試験○ (試験日) 1月 19日 物理基礎 [時間) 基礎を付した理科2軒目で60分 (備考) 出題形式はマークセンス 次の問い(間1~5)に答えよ。 (配点20) 問1/図1のように,自然の長さが同じでばね定数がんの3本の軽いばねを水 平な天井に等間隔に固定し,ばねの下端に軽い棒を水平に取り付けた。この棒の 中央から質量 m の物体を軽い糸でつるすと,3本のばねはそれぞれ自然の長さか ら!だけ伸びて静止した。伸び!を表す式として正しいものを,下の0~6のう ちから一つ選べ。ただし, 3本のばねは同一鉛直面内にあり, 棒は変形しないも のとし,重力加速度の大きさをgとする。!= コ 1 2mg 3mg mg の 2k 6学 mg mg 0 3k 図1 問2 図2のように,静止している質量mの小物体を, 同じ大きさのカFで引いて三つの異なる向きに動か した。鉛直上向きに引いた場合を A, 傾き 45° の斜面に沿って上向きに引いた場合をB, 水平方向に引い た場合をCとする。それぞれの場合に1秒間引いた直後の小物体の運動エネルギーをKa, Ka, Keとし, それらの大小関係を表す式として正しいものを,下の0~⑥のうちから一つ選べ。ただし, 斜面と水平面 はなめらかであり, 空気の抵抗は無視できるものとする。また, 重力加速度の大きさをgとし, F>mg が満たされているものとする。2] 小物体 小物体 小物体 45 水平面 水平面 水平面 A B C 図2 Ka>K>Ke @ Ke>K-K。 @ Ka=K>Ke O Ke> K>K。 0. KA=K』=Ke O Ke>K>K。 問3 次の文章中の空欄アコ ウ]に入れる語の組合せとして最も適当なものを,下の0~®のうち から一つ選べ。 3] 図3は送電の仕組みを模式的に示している。発電所から一定の電カを送り出す場合, 送電線で発生する ジュール熱によって失われる電力カを小さくするには,送電電圧を口 ]することで, 送電線を流れる電流 をイコするとよい。そのため, 発電所で発電された電気は,何度か変圧されたのちに家庭へ送られてい る。送電にウを用いると, このような変圧を容易に行える。 発電所 家庭 変圧番 変圧器 送電線 図3 0 の ア高く商 く高く高く低く|低く低く低く イ大きく大きく小さく小さく大きく|大きく小さく小さく ● 圧文社 2021 全国大学入試問題正解 lc uw w w w

物理基礎の波の範囲です 4番の問題なのですが、 なぜ1／4移動させたのかがわかりません 2枚目に自分の思考も流れを書いておきます

当なものは 4 問題の図より周期の だけ進めたときの, 2つの波と合成波の波形は, 次の図のよう 4 になる。 WW AV y 合成波 A 0 BCD x 図より,点Aは定常波の腹になっていることがわかる。 点Bは定常波の節となるので, 振動しない。 点Cは定常波の腹として振動するが,その振動数はもとの波の振動数に等しい。 0 点Dは定常波の節となるので, 振動しない。 4 図の実線と破線は, x軸上 を互いに逆向きに進む横波の ある時刻における波形を示し たものであり,縦軸は位置x における媒質の変位 yを表し ている。2つの波の振幅, 波 長,速さは等しく, 時間の経 過とともに,それぞれの波は 波形を保ったまま図の矢印の 方向に移動していき, それらが重ねあわさると定常波が生じる。 図の点A, B, C, Dにおける定常波に関する記述として最も適当なものを, 次の 0~ 0のうちから1つ選べ。 0 点Aには定常波の腹ができている。 点Bは定常波が最も激しく振動する点である。 点Cでは定常波は実線の波の2倍の振動数で振動している。 実線の波の進行方向 boue 破線の波の進行方向- 3 0 点Dでの定常波の山の高さは実線の波の振幅と等しい。 の

物理基礎です。 丸が着いているところがわかりません お願いします！

見は4 明け テスト センター試験(本試)物理基礎 ー18- ○本試験○ (試験日) 1月 19日 物理基礎 [時間) 基礎を付した理科2軒目で60分 (備考) 出題形式はマークセンス 次の問い(間1~5)に答えよ。 (配点20) 問1/図1のように,自然の長さが同じでばね定数がんの3本の軽いばねを水 平な天井に等間隔に固定し,ばねの下端に軽い棒を水平に取り付けた。この棒の 中央から質量 m の物体を軽い糸でつるすと,3本のばねはそれぞれ自然の長さか ら!だけ伸びて静止した。伸び!を表す式として正しいものを,下の0~6のう ちから一つ選べ。ただし, 3本のばねは同一鉛直面内にあり, 棒は変形しないも のとし,重力加速度の大きさをgとする。!= コ 1 2mg 3mg mg の 2k 6学 mg mg 0 3k 図1 問2 図2のように,静止している質量mの小物体を, 同じ大きさのカFで引いて三つの異なる向きに動か した。鉛直上向きに引いた場合を A, 傾き 45° の斜面に沿って上向きに引いた場合をB, 水平方向に引い た場合をCとする。それぞれの場合に1秒間引いた直後の小物体の運動エネルギーをKa, Ka, Keとし, それらの大小関係を表す式として正しいものを,下の0~⑥のうちから一つ選べ。ただし, 斜面と水平面 はなめらかであり, 空気の抵抗は無視できるものとする。また, 重力加速度の大きさをgとし, F>mg が満たされているものとする。2] 小物体 小物体 小物体 45 水平面 水平面 水平面 A B C 図2 Ka>K>Ke @ Ke>K-K。 @ Ka=K>Ke O Ke> K>K。 0. KA=K』=Ke O Ke>K>K。 問3 次の文章中の空欄アコ ウ]に入れる語の組合せとして最も適当なものを,下の0~®のうち から一つ選べ。 3] 図3は送電の仕組みを模式的に示している。発電所から一定の電カを送り出す場合, 送電線で発生する ジュール熱によって失われる電力カを小さくするには,送電電圧を口 ]することで, 送電線を流れる電流 をイコするとよい。そのため, 発電所で発電された電気は,何度か変圧されたのちに家庭へ送られてい る。送電にウを用いると, このような変圧を容易に行える。 発電所 家庭 変圧番 変圧器 送電線 図3 0 の ア高く商 く高く高く低く|低く低く低く イ大きく大きく小さく小さく大きく|大きく小さく小さく ● 圧文社 2021 全国大学入試問題正解 lc uw w w w