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Physics Senior High

物理第一学習社電磁気章末問題 1〜3を教えてください!お願いします!

1盛場中の電流が受ける力●磁東密度2.0Tの鉛直上 向きの一様な磁場の中で,図のように,水平となす 張る。質量0.50kgの金属棒 PQを導線に垂直に渡 3ホール効果 金属などの中を流れる電流に対して、垂直に磁場をかけると、電流と磁 の両方に垂直な方向に起電力が生じる。この現象を,ホール効果という。 た,ホール効果によって生じる電圧を,ホール電圧という。 ホール効果の説明 電流I(A)が流れている金属板に,電流の向きと垂直に破事を。 B(T]の磁場をかける。このとき, 金属板の内部を運動している電荷 -e[C), 速さ。 [m/s)の自由電子は,ローレンツカ evB(N]を受け、運動の向きが曲げられて面p。 集まる(図因a))。このことから,面Pは負, 面Qは正に帯電し、金属板の内部には Qから面Pの向きに電場が生じる。この強さをE(V/m] とすると、電子は,ローレン ツカ euB(N]と,PからQの向きに電場による力 eE[N)を受ける。これらの力がつn あうまで,電子は面Pの側へ移動し続け,PQ間の電場が大きくなっていく。やが つりあいの状態になったとき、電子は,金属板の中を直進するようになる(図b) このとき, eE=evB であり,電場の強さ E[V/m]は,次式で表される。 本」 Hal votage が 30°となるように,2本の導線を49cm間隔に 特cn 一定の電流を流すと,金属棒 PQは静止した。 述の向きと大きさを求めよ。ただし,金属様 PO と導線の間には,摩擦がないものとする。 2.0T 30) 電源装置 西線電流とコイル 真空中で,十分に長い直線状の 電線に,上向きに電流1が流れており、導線と同一 平面内の,一辺の長さaの正方形コイル ABCD に ;時計まわりの向きに電流iが流れている。コイ ルの辺 AD は導線と平行で,導線からxだけはなれ ている。真空の透磁率を として,正方形コイル が受ける力の合力の向きと大きさを求めよ。 E=vB (75) ここで,金属板の厚さをh[m), 幅をdlm), 金属中の単位体積あたりの電子の数を n(個/m)とすると,式(31)から,1=env·hd となり,電子の速さ [m/s)は、 enhd と表される。したがって,ホール電圧 VIV]は, 式(8)を用いて,次のよう に求められる。 リー a- C 式(8) 『=Ed 式(31) 1=enuS Op.253 V=Ed=vBdー IB …(76) Op.224 ビントコイル ABCD が、自身におよばす力の合力は0である。 enh 「標準 半導体には,ホール効果が顕著におこる ものがあり,磁束密度を測定するための磁 気センサーなどに利用されている。 注意 キャリアが正常両の場合 帯電の仕方が負電荷の場合と逆に なり、面Pは正,面は負に帯電 3ローレンツカ●図かように,*軸に平行な磁東密度Bの一 様な磁場の中で、質量m, 電荷 q(>0)の粒子が、x軸との なす角が6となろように, 原点0から xz 面内に速さゅで 発射された。粒子を軸の正の向きから見ると、等速円運 する。 動をしている。次の各問に答えよ。 (1)円運動の半径と展期をそれぞれ求めよ。 (2) 発射されてから粒子が最初にx軸を通過するまでに、 粒子がx軸方向に進んだ距離を求めよ。 B ホール電田 金属板 V 面Q 電場から受け る力eE 面P folh 電場E ヒント粒子の運動を,磁場に垂直な面内と、磁場の方向に分けて考える。 面Q 面P 面Q 面P |基本 BO BO 4ホール効果●図のような直方体の形をした半導体に、 磁場 上向きに一様な磁場をかけて、 右向きに電流を流し ロー 電流 22 ま .40A, 12V 問23 5V, 1.0×10 ES 2d 節末問題 Rry (2) R+r。 R+r。 経習1(p.247)(1 (3) 図a 2(1) 2.0mA(2) 7.0V (3) 3.0mA B(1) 3.0mA,6.0V, 1.2×10-C (2) 1.0mA, 4.0V, 8.0×10*C (1) V+100/=5.0(2) 略(3) 20mA 第3節●電流と磁場 (p.278~299) 間44 2.5×10°N/Wb 問45 1.6A/m, 紙面に垂直に裏から表の向き 即6 時計まわりに1.6A S 立置 2d (G+2)eS 5ES 12d 虚像,正立 3d 翌24 0.10J 問25 1.2×10-J 防末問題 I AからBに向かって(2+/2)dの点 2 日(1) 7.2×10'N/C, Oからdの向き(2) 0V 2AQ 問47 15A/m 問48 東向きに6.3×10-N 問49 PからQの向き、0.38T 問50 右向き,4.0×10-4N 問51 (1)鉛直上向き、1.2×10-T (2) BからAの向き、3.6×10“N 問52 1.6×10-17N 5a 日 (1)点0… 点C…20 は下方から見 2k0g (2) 25ma なる部分は下 5 C-5.0×10- C, Cy…2.0×10-C C…3.0×10-C B A…6.0×10-4C, C…-2.0×10C 2元mcos 0 qB 電子の場合N, 正電荷の場合…M 第4節●電磁誘導と交流 (p.300~339) 間54 4.0×10-3Wb 問55 0.36A. PからQの向き 問56 00.10V, a→d→c→b→aの向き の0.10V, a→b→c→d→aの向き 問57 (1) 5.0×10-V (2)Q 練習1(p.306) 10"個 問53 紙面に避直に裏から表の向き, 日 (1)倍(2)-G PAd 2.S 第2節●電流(p.252~277) 問26 0.25A 問27 1.3×10*m/s 節末問題 QからPの向き、2.9A 日(1 Q 2S ia 2 左向き、 2エx(x+a) 45 78 ,周期2xm qB PN/C B(1) 半径 sin6 解答一覧 427 (2) P(3) Q(4) Q (5) Q(6) Q 間58 両者は等しい 問59 時計まわり 問60 30V 間61 0.25J 問62 0.60V, P 問63 0.20V 問64 141 V, 実効値…5.0A, 最大値…7.1A 問65 3.1×10°0, 3.2×10-A 76 4/m 8u Alm 問6 -sm 50t-)または一2co -cos50元 OW 問67 1.0×10°Q, 1.2A

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Physics Senior High

出来ればこのプリントの答え合わせしていただきたいです🙇‍♀️できる範囲で大丈夫です。お願いします

2糸でつながれた2物体の運動 糸でつながれた2つの物体が、 力を受けて等加 速度直線運動をしている。次の物理量の大きさ を求めよ。ただし、重力加速度の大きさを 98m/s?とし、面はすべてなめらかであるとする。 14.運動方程式の利用② ~2つの物体 の運動へ 8月18日 図のように、 学習時間 (3) A, Bの加速度 糸の張力 Aao向は、Bagの直下 向さもエとてる 200=T 20ya - 2.0×q_8-T Argいて 400=4.6 学習日 分得点 /10 A 2.0kg 糸 まとめ 滑車 とる 接触する2物体の運動 それぞれの物体にはたらいているカを図示し、各物体について運動方程式を立てる。 加速度a(m/s') 例題 G 物体A 質量m,[kg) 物体B 質量m(kg) S(N) 「作用-反作用の関係 BはAから大きさ」の力で押され、 |AはBから大きさ」の力で押し返される。 ) 2.0kg B52いて A, Bの加速度 糸の張力 解 A, B がそれぞ れ受ける力を図示し、 Aは右向き,Bは鉛 直下向きを正とする。 A, Bの加速度は等しく, これをa[m/s"]とし, 糸の張力をTIN)とする。 A 5.0kg F[N) のこ4.6 滑車 1.048N Aの運動方程式:ma=F-f Bの運動方程式:mya=f B 加速度:6 、糸の張力: 9.2へ (4) A, Bの加速度 糸の張力 Aatoe Biaら直下向は を正とする。 10XA=T 6,0xa=1.0x9-8-7 700=55.8- a= 8.4 )2.0kg A (1) A, Bの加速度 AとBがおよぼしあう力 1 接触する2物体の運動 らかな水平面上で接触している2つの物体が、 水平方向に力を受けて等加速度直線運動をして いる。次の物理量の大きさを求めよ。 例題 A, Bの加速度 AとBがおよぼしあう力 解 A, Bがそれぞれ受 ける力を図示し、 右向き を正とする。A, Bの加速度は等しく, これをa [m/s)として、AとBがおよぼしあう力の大き さを/N)とする。 A, Bのそれぞれの運動方程 式は、 A:2.0Xa=10-S B:3.0Xa=f 式D, 2から」を消去して、 (2.0+3.0)Xa=10 式2に代入して、 S-6.0N 加速度:2.0m/s?, およぼしあうカ:6.0N ※A, B が受ける鉛直方向の力は, 運動方向の 成分をもたないので, 省略している。 図のように、なめ A B 1.0kg 1.0kg 2.0kg 滑車 た向を死する。 [oxa=タ0ーf 2.0 ×a - 3.0のン9.0 |9.0N A:5.0×a=T …D B B:2.0×a=2.0×9.8-T …(2 AK クいて Gり6.0kg Bについて AKいて て aC]式D, 2からTを消去して、 B (2.0+5.0)×a=19.6 式Dに代入して、 T=14N A 3.0kg NT a=2.8m/s? TN] 1T) 2.0kg ハスの 加速度:久の、およぼしあう力:、ON (2) A, Bの加速度 AとBがおよぼしあう力 5.ox0:24-f向を取する 30×Q-f 、0a- 24 TION 加速度:2.8m/s?, 糸の張力: 14N 0C 6.0x4.8N A B 5.0kg 3.0kg 加速度:4m/ 糸の張力: 8.4N (5) A, Bの加速度 糸の張力 Ala 動色上向す、田動画下向き を正とする え0メa=T-3ox4.8 2.0x ひ - 2,0× 9-8-T Aにつ1 Bでて 500= 24.4+19.6 ン9.8 Aについて >ulm/s"] Bについて 1T[N) 24N T[N] 滑車 Aにクい7 a=ヌ0 alm/s°) …D …の |2.0×9.8N 糸 (1) A, Bの加速度 糸の張力 た向さを正とする。 |B 3.0kg 2.0kg A 加速度:え0/、およぼしあう力: 20N (3) A を押す力 AとBがおよぼしあう力 石向きを正とする 30メえ0= F-f 40×3、0=f / = F B 2.0kg 3.0kg 糸 a=2.0m/s? → 3.0m/s' |10N TOL 金金 A B 2.0 xa =T 3.0メ0= 10-T Kでて的 Aにグて例 3.0kg4.0kg Alye」 ス49 48N 50-10 T(4 Aについて PKて a=2 30% 加速度:98m、糸の張力: 3/ (6) A, Bの加速度 糸の張力 Aについて →m/s) 滑車 加速度:2ト/ (2) A, Bの加速度 糸の張力 石向をとする 40×A=T 2,0K a= (8-T 6.00:18 a=3-0 1ON 糸の張力:名0N Ara分直と向く B卵分下を) 押す力:/N (4) A を押す力 AとBがおよぼしあう力 布向さを正とする えo×2.0- F-f (0X2、0-f およぼしあう力: 20N → 2.0m/s Bについて B 1とする A 4.0kg ト(N) →a(m/s'] 2.0kg AL5.0kg 糸 18N 20KQ-T 5.0Xa =50x9.ヤーす 7.00 49 A B 3.0kg 1.0kg Aにつけ、 aC 2.0kg Bについて Aにつて A が受ける力,Bが受ける力を混同しない ように,力を図示するとき, その作用点は、 力を受ける物体の内部に示すとよい。 Arがて について 2.0% 全 2.01 a- 久0 ① 0 合 園 [NH およぼしあう力: 2-0N 2.0×2N Sox-5 10Mが、糸の張力: (4N 押す力:8.0N 加速度:又0m. 糸の張力: /2N [Nt 加速度:

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