この問題の(3)において、次のように考えました。 仕事W=qVだから、Wは q×{(3√2-2)kQ/6a - kQ/2a} =(3√2-5)kQq/6a 原点における電位をVo、点Cにおける電位をVcとすると、 Vo>Vcでq>0より、外力はy軸の正の方向。だから答えにマ... Read More

10 Chapter 3 電位 確認問題 9 3-4 に対応 右図のように,点A, Bに電気量-Q, +Q[C] の電 荷が置かれている。 ただし, Q>0とする。 また, クー ロン力による位置エネルギーの基準は無限遠とし, クーロンの法則の比例定数をkとする QA(0,2a) (1) 原点における電位を求めよ。 B(a, 0) +Q (2)点Cにおける電位を求めよ。 0 IC (3)電気量+α [C] の電荷を原点から点Cへと ゆっくり移動させるとき,外力のする仕事 Wはいくらか。ただし, g>0とする。 C(0, - a) BAR JU 解説 Q (1)点Aの電荷による電位はーん 点Bの電荷による電位はん です。 電位 2a a その重ね合わせより V=-k- +k⋅ = 2a Q」 kQ a 2a (4) Q (2)点Aの電荷による電位は-k- 点Bの電荷による電位はん- 9 3a √2 a Qです。電 位の重ね合わせより を Q V=-k+k- Q = 3a √2 a 3√2 a (3-√√2) kQ (3√2-2) kQ (3) 移動前後の静電気力による位置エネルギーの変化は, 外力のした仕事にな 6a るのでした。 kQq 原点における位置エネルギーは Uo= 2a (3√2-2) kQq 点Cにおける位置エネルギーはUc=- 6a 仕事とエネルギーの関係より U+W=Uc なので W=Uc-Uo= (3√2-2)kQq_kQq (3/2-5) kQq 6a = 2a 6a 確 図 た 信

キの問題なんですが、電位は無限遠基準で金属球内部では電位が等しいからbじゃなくてc点での電位を考えるべきだと思ったんですが答えはbでした。教えて欲しいです

W 86 13 静電気力と電場 105.〈帯電した導体がつくる電場〉 次の文中の に適切な数式または数値を入れよ。 ただし, 数式は, ko, a, bxQq 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 金属球 M Q -a- 図1 なぜここ電場ない 金属球殻 N Q 図2 0,0 N M 図3 気量g (g>0) の点電荷から出る電気力線の本数nは,真空中でのクーロンの法則の比例定数 ko を用いて, n=アと書ける。 図1のように,真空中に半径α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。 xa のときは,金属球Mから出る電気力線は金属球Mの中心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の電気量をもつように帯電 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 O' が金 属球Mの中心O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Oから距離 x(a<x<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 VNM は,金属球殻Nの内部には電気力線は生じないので VNM=キである。 金属球Mと金属球殻Nは,電位差 VNM 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 無限基準やから である。 Cとこの電位が のものとこの電位じゃないん? [20 関西大 ] 秘解

(10)4kqQ/5a (11)√(21kqQ/10ma) (10)と(11)を教えてください。

高3 物理 夏期課題 入試問題演習 【2024年 福岡大】 2 図のように, x軸,y軸,原点 0 を定め, 点 (0, 3a) (ただし,a>0) に電気量+α (g> 0)の点電荷,点 (0, 3α) に電気量-g の点電荷を固定した。 クーロンの法則の比例定数を k, 静電気力による位置エネルギーおよび電位の基準を無限遠とし, 重力の影響はないものとして 以下の文中の 内に入れるのに適当な文字式を求めよ。 ただし, (4) は解答群より選び番 号で答えよ。 Aの点電荷が点C (4a, 0) につくる電場の強さは (1) で あり,Bの点電荷がCにつくる電場の強さは (2) である。 これらの2つの点電荷がCにつくる電場の強さは (3) であ り, 電場の向きは (4) である。 x軸上の点 (x1, 0) におけ る電位は (5) であり, y軸上の点 ( 0, yì) (ただし, -3a < y<α) における電位は (6) である。 y1 A (0, 3a) ++q C(4a, 0) I B(0, -3a) a 電気量-Q (Q>0) の電荷をもつ質量mの小球を0においた。 この小球を0から点D (a, である。 また、 同じ小球を0から点E (0, である。この小球をEにおいたとき この である。 0) までゆっくりと動かすのに必要な仕事は (7) a)までゆっくりと動かすのに必要な仕事は (8) 小球の静電気力による位置エネルギーは (9) 次に,この小球をEから, y 軸方向負の向きに速さで打ち出した。 その後, 小球は点F(0, -2α)に到達したところで速度が0になり、 運動の向きを変えた。 小球がFに到達したときの 静電気力による位置エネルギーは (10) であり,このことから速さは (11) と求めるこ とができる。 【解答群 】 ① x 軸方向正の向き ② x軸方向負の向き ③ y 軸方向正の向き ④y軸方向負の向き

状態2と状態3で力学的エネルギー保存則が成り立つのはどうしてですか？力学的エネルギー保存則が成り立つ条件は、物体に保存力（重力、弾性力、静電気力など）のみが働く場合なのに、状態2は手が物体を押す力が物体にかかっていますよね？これって非保存力じゃないんですか？

力学的エネルギー保存の法則 ④ 図のように、自然長(m), ばね定数k (N/m〕 の軽いばねが,天井から鉛直につるしてある。 ばねの下端に質量m 〔kg〕 のボールを取り付 けたところ, ばねの長さは (m) となって ボールは静止した。 この状態を状態1とする。 次に, ゆっくりとボールを鉛直上向きに, ば ねの長さが自然長 〔m〕になるまで持ち上げ 静止させた。 この状態を状態2とする。 ここ で重力加速度の大きさをg〔m/s') とする。 を,lo.m.g, kを用いて表せ。 物理基礎 mo mo 状態1 状態2 (2)状態1から状態2までの、ばねの弾性力によるボールの位置エネルギー の変化量を, Lo, L, kを用いて表せ。 また, 状態1から状態2までの, 重 力によるボールの位置エネルギーの変化量を, L, h, m, g を用いて表せ。 (3)状態2においてボールから静かに手を放した。 ばねの長さがんになった ときのボールの速さを, m, g, kを用いて表せ。 力を 〈千葉工業大)

この問題の答えが分からなくて困っています、解き方や解答がわかる方がいれば教えて頂きたいです。

αを用い 問4. 以下のそれぞれの場合に, 点Aに置かれた電荷に働く静電気力を求め,その成分表示をk, Q, て表せ.ただし, kはクーロンの法則の比例定数である. 平方根, 分数は小数に直さなくてよい. (1) 図 a, 一辺の長さαの正三角形ABCの各頂点に,電気量 Qの点電荷が置かれている. (2) 図 b, 一辺の長さαの正方形ABCD の各頂点に,電気量 Q の点電荷が置かれている. B A 4y D a A a a a a 図 a 1 a ☑ b a B

(3)について質問です 中心からの距離がr≦aの間ならOからの距離が遠いほど電気量は大きくなるので電場の向きは半径方向内向き向きをなると考えたのですが、解答では外向きだそうです。どう考えればいいのか教えてください！🙏

リード D 第21章 静電気力と電場・電位 193 372 帯電した球体がつくる電場■ 図1のような,正電荷 Q [C]に帯電した半径a [m] の導体球Aがつくる電場を考える。 クーロンの法則の比例定数をk [N·m²/C2] とする。 (1) 導体球の中心Oから距離[m] (0<r<α) 離れた点における 電場の強さを求めよ。 r (2) 導体球の中心0から距離 [m] (a<r) 離れた点における電場 の強さを求めよ。 次に、 図2のように単位体積当たりの電気量が一定の値 [C/m² a 図 1 + + + + 導体球A A+++at+ ++ + + + ++・ ++ +O++ + + + ++++ 球体B (p>0) である半径α [m] の球体Bがつくる電場を考える。図2 (3) 球体Bの中心0から距離 [m] (r≦a) 離れた点Pにおける電場の強さを求めよ。 た だし,点Pでの電場は, 0 を中心とした半径 [m] の球面の内部にある電荷がつく る電場に等しいものとする。 [17 関西学院大 改] 363 物

見ずらいかもしれませんがこの問題の途中式を解答を見ながら自分で計算して見たのですが答えが合いません😭どこが間違っているのでしょうか、、？？

358 259 0.20m 600 A mg Aにはたらく動 3.0×10 3N、張力、 静電気力Fがつりあう Tsinbo OTC05600-3,0x10³ = 0 Tcos 60° 3,0x 10 Co$60° Jo 60% Aに 2.0×10°Cの電気量 -3 3.0 x 10 = (9.0x 10%) x 8 (20×107) 10.20) 3,0×10 = (9,0×10') x 8 (2.07/09) 0.04 1 3.0 × 10 = (9.0 × 10 3 x 8 (2x0×103) 3.0x (0= x -3 4 9,0×10 2.0 E- 6,0 x 10 280x102 F 3910x/04 3,0x 103 -3 9.0 x1049 q F 33×107 = q x/0/7 q = 33×10 Foxxo 2,0 Tsin 60°-F-0 F sinbo -3 F = (9,0x/0²) x (20x10") + 1&1 tan 60° 30×103 -3 F 30x10x -3 → 3.0x 10 x 3 = (9,0 x 10°) (20x1013) 19 x (0,2)² (20×10) 191 0.202 3,0x10x√3 = %10 x10x4 20 x 107 3.0 × 10 9 13 = 9. 0× 10 4 181 181=10C 3

高校物理の電気の問題です (5)で解答のような形になるのがよく分かりません どういうポイントを意識して概形を書けばいいのでしょうか 解説おねがいします！！

88 13 静電気力と電場 B 107. 〈電気力線> 思考 応用問題 平面上において,距離[m] だけ離れた2点A,Bに電荷を固定したときの電気力線に ついて考える。点の座標を (12/20) 点Bの座標を (120) として次の設問に答えよ。 [A] A,Bに等しい正電荷Q [C] を置いた場合を考える。 +(1) xy平面上の電気力線のようすを, 向きも含めて図示せよ。 (2) Q が 5.0×10-12C, lが 6.0×10m とする。 y軸上で原点から 4.0×10mだけ離 れた点に静かに置いた大きさの無視できる荷電粒子が, 無限遠方に達したときの速度を 求めよ。ただし,荷電粒子の電荷を 1.6×10 -1°C, 質量を 9.0×10-31 kg とする。 また。 クーロンの法則の比例定数を 9.0×10°N･m²/C2 とする。 [B]点A,点BにそれぞれQ[C], [C] (Q>0)の電荷を置いた場合を考える。 図 (1) 電位が0 (無限遠方と同じ) となる点 (x, y) が満たす方程式を求めよ。 それはxy 平面 上でどのような図形を表すか。 (2)x軸上の点Pに電荷を置くと,それにはたらく力が0になった。 点Pの座標を求めよ。 記(3)点Bを中心とする円周上で, 電位が最も低い点はx軸上(ただしx>-1/2)にある。その 理由を説明せよ。 +(4) 点Aを出た電気力線は, 一部は点Bに, 一部は無限遠方に達する。 線分AB となす角 度0で点Aを出た電気力線が点Bに入るとき, 0がとりうる範囲を理由とともに答えよ。 ただし,電気力線のふるまいを考える際, 点Aのごく近くにおいては, 点Bに置いた電 荷からの影響は無視してよい。 図(5) 設問 〔B〕 (1) から設問 〔B〕 (4) の結果を参考にして, xy 平面上の電気力線のようすを 向きも含めて特徴がわかるように図示せよ。 なお,図には点A, 点 B, 点Pの位置をそ 〔東京大〕 れぞれ示すとともに, 設問 〔B〕 (1) で求めた図形を点線でかき加えよ。

このマイナスはなぜついているのですか？

必解 148. <原子核> 原子核の性質に関連する次の問いに答えよ。 質量数 A,原子番号Zの不安定な原子核Xが原子核Yにα崩壊した。 初め原子核Xは静止 していた。原子核 X, Y, α 粒子の質量をそれぞれ Mo, M, m とする。 ただし, Mo> Mi+m である。また,真空中の光の速さをcとせよ。 (1) このα崩壊で発生する運動エネルギーを求めよ。 (2) α粒子の運動エネルギーを求めよ。 (3)α崩壊でつくられる運動エネルギーKのα粒子を金箔 (Au) に大量に当てたところ,α 粒子の大部分は金箔を素通りして直進したが、 ごく一部は Au 原子核に散乱された。α粒 子は Au 原子核に比べ十分に軽く, Au原子核はα粒子を散乱するときに動かないものとす る。α 粒子と Au 原子核が最も近づいたときの距離を求めよ。 ただし,電気素量を e, 静 電気力に関するクーロンの法則の定数をん とせよ。 また, 初めα 粒子は Au 原子核から十 分に離れていたので, そのときの無限遠点を基準にした静電気力による位置エネルギーは 0 とみなすものとする。 天然の放射性元素ウラン 288U, ウラン23Uは放射性崩壊する。 (4) 292U 原子核がn回のα崩壊とん回のβ崩壊を経て, ラジウム Ra が生じた。 n とんを求 めよ。 (5)23Uの半減期を 7.5×106 年, 2Uの半減期を4.5 × 10 年とする。 現在, 地上における 28Uと282Uの天然の存在比は1:140 である。 4.5×10 年前の存在比を求めよ。 (6)292U 原子核1個が遅い中性子との衝突により核分裂するとき, 2.0×10℃eVのエネルギ ーを放出するものとする。 毎秒1.1×10-7kgの2U が核分裂するとき, 1秒間に放出され るエネルギーをJ (ジュール)単位で求めよ。 ただし, 電気素量 e=1.6×10-19C, アボガド [19 大阪市大〕 ロ定数 NA=6.0×1023/mol, 28Uの1mol当たりの質量を235g とする。

解答を教えて欲しいです お願いします🙇‍♀️

TW [II] 質量m,電気量-e(e > 0)の電子1個が、 真空中で,磁束密度の大きさBの 一様な磁場からの力を受けて、 磁場に垂直な平面内で等速円運動している。以下 の文中の 内に入れるのに適当なものを対応する解答群の中から1つ選 び、その番号を解答欄に記入せよ。 ただし, 電子におよぼす重力の影響は無視で きるものとし、電子の作る磁場は電子の運動に影響しないものとする。 磁場中の電子の円運動の半径をr, 速さをvとする。 このとき,電子にはたら く力は と呼ばれ,その方向は (1) (2) を用いると (3) で,そ の大きさは (4) である。この電子にはたらく力が電子に対してする単位時 間あたりの仕事は (5) であ (6) るから, 運動方程式を考えて, vは を用いると (7) となり,円運動の周 期は (8) となる。このときの電子の円運動を円形電流とみなせば,その電 流の強さは (9)である。 この円形電流が円の中心に作り出す磁場の向きは である。 円運動の加速度の大きさは (10) であり,その強さは (11) である。 上下 2 m = qu は -e 本 VP at=&ter m 0 m VS eBr V= m 2Ter 27CK Im V eBA B = zmT eB r I