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Physics Senior High

(2)から分かりません💦 (2)はキルヒホッフの法則を使うらしいのですが、どこに使ったら良いのかよく分かりません。

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 [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。 磁場の向きは軸の正の向き (紙面 裏から表の向き)である。 レール a B 金属棒 抵抗 R x b ◎ 磁場 軸の 正の向き Z 図 1 a a E b 図2 ひ b 図3 ひ 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 ているとき (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。 (2) 金属棒に流れる電流の大きさ I [A]と向きを求めよ。 (3)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] で動いているとき (5) 金属棒に流れる電流の大きさ I' [A]と向きを求めよ。

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Physics Senior High

なぜ、検流計には右向きの電流が流れるのかが分かりません。教えていただきたいです🙇🏻‍♀️

発展例題40 電位差計 物理 (1) AC間の電圧降下はいくらか。 さの抵抗線,R,R2はそれぞれ 10.Ω,5.0Ωの抵抗である。 接点CがAC=30cmの位置にあるとき、 検流計には電流 が流れず,電流計には 0.10Aの電流が流れた。 図において,AB は長さ1.0m,抵抗値 40Ωの一様な太 H →発展問題 496 [0] 発展 E₁ R100 V C A 0.7m B (2) 電池 E2の起電力はいくらか。[g] E2 R25.02 〔3〕 指針 (1) 一様な太さの抵抗線では,抵 抗値はその長さに比例する。 また, 電圧降下V は, 「V=RI」と示されるので,抵抗値と同様に, 電圧降下も抵抗線の長さに比例する。 (3) 接点Cを点Bの側に少し動かすと, 検流計にはどちら向きの電流が流れるか。 解説 (1) AB間の電圧降下 VAB は, オー mムの法則「V=RI」 から, VAB=40×0.10=4.0V AC間の電圧降下を VAC とすると,その大きさ は抵抗線の長さに比例する。 (2) 検流計に電流が流れないとき, R2 による電 圧降下はないので, キルヒホッフの第2法則か ら,AC間の電圧降下は電池E2の起電力に等 しい。 なお、図のような回路は電位差計とよば れ,電池の起電力の測定に利用される。 (3) E2の起電力と AC間の電圧降下を比較し, 電流の向きを考える。 VAC = VABX- AC AB 0.30 = =4.0 × -=1.2V 1.0 (2) E2の起電力は Vac に等しい。 1.2V (C) (3) 接点CをB側に動かすと, E2の起電力より も電圧降下 VAC の方が大きくなる。 したがっ て, 検流計には,図において右向きの電流が流 れる。 発展例題41 コンデンサーを含む回路 物理 発展問題 498 499 図のように、 電気容量 C1, C2 のコンデンサー, 抵抗 P

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Physics Senior High

解説がないので、申し訳ないですが、全部解説して欲しいです、。お願いします🙇 (問8:2E/3R、問9:2E^2/9R)

ⅣV [先導学類 (理系傾斜), 観光デザイン学類 (理系傾斜), スマート創成科学類 (理系 傾斜), 数物科学類, 地球社会基盤学類, 生命理工学類, 理工3学類, 医学類,薬 学類,医薬科学類, 理系一括入試] 図4のように,磁束密度の大きさが B [T] の鉛直上向きの一様な磁場中に, 半径 L[m]の円形導線を、 その中心が点0にくるようにして水平面に配置する。 この水 平面には,点0を中心として回転できる長さL [m] の導体棒 OP も配置されてい る。点0と円形導線上の点Qは抵抗値 R [Ω] の抵抗で結ばれており,切替スイッ チSによって起電力 E [V] の電池を接続できる。 円形導線と導体棒の電気抵抗,回 路を流れる電流がつくる磁場、電池の内部抵抗は無視できる。 また,抵抗に示した 矢印の向きを電流の正の方向とする。 まず,スイッチSを1に接続する。 そして、 導体棒に外力を加え続けることに より, 円形導線の上から見て反時計回りとなる図の矢印の向きに,一定の角速度 [] [rad/s] で導体棒を回転させた。 このとき, 導体棒と円形導線の間の摩擦は無視 できるものとし、 以下の問いに答えなさい。 問1導体棒が単位時間あたりに磁場を横切る面積を求めなさい。 問2導体棒に発生する誘導起電力の大きさを求めなさい。 問3 抵抗に流れる電流の大きさを求めなさい。 また, 電流の向きが正の方向であ るか負の方向であるか答えなさい。 問4 導体棒を一定の角速度 ] で回転させるために必要な単位時間あたりの仕事 を求めなさい。 問5 導体棒が磁場から受ける力の大きさを求めなさい。 次に,導体棒 OP を静止させ, スイッチSを2に接続しOQ間に起電力Eの電 池を接続したところ, 導体棒が回転を始めた。 以下の問いに答えなさい。 問6 導体棒の角速度が w2 [rad/s] となったとき,抵抗に流れる電流を求めなさい。 また,回転の向きは,上から見て時計回りか反時計回りか答えなさい。 問7 十分に時間が経過した後, 導体棒の角速度が一定になった。 このときの角速 度を求めなさい。 また, このときに抵抗で消費される電力を求めなさい。 - 7-

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