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Physics Senior High

(シ)で直列(問題の図4)と並列(問題の図5)の時のコンデンサーに蓄えるエネルギーを比較しているのですが(シ)の解説で0<ω^2LC<2の時とあるのですがどうしてこの範囲になるのか分かりません。 ω^2LCが2より大きい値を取った時は考えないのでしょうか? 出典:難問題の... Read More

Chapter 1 電磁気 Section 4 交流と荷電粒子の運動 192 例題 35 交流回路② 以下の空欄(ア)~(シ)にあてはまる式または語句を解答用紙の該当す る欄に記入せよ。 また, 空欄(a), (b)にあてはまる答えを図3から選び、 その番号を解答用紙の該当する欄に記入せよ。 る。したがって、同じ電圧振幅 V を発生する交流電源に接続するとき, コンデンサーが蓄えるエネルギーの最大値は直列接続の場合( [J] であり, 並列接続の場合(ク) 〔J〕 である。 また, コイルが蓄え るエネルギーの最大値は、 直列接続の場合は) [J] であり,並列 接続の場合は) [J] である。 並列接続の場合, コンデンサーが蓄 えるエネルギーの最大値とコイルが蓄えるエネルギーの最大値が等 しくなるのはω=)〔rad/s〕のときである。 コンデンサーから放射される電磁波の強さは, コンデンサーが蓄積 するエネルギーに比例するとしよう。 交流電圧源の電圧振幅 Vo を一 として、交流電圧の角振動数を変えて電磁波の放射エネルギーを大 きくしようとするとき, コイルとコンデンサーの直列接続と並列接続 とを比較するとシン) 接続のほうがより強く電磁波を放射すると考 えられる。 図1に示すように, 電気容量がC〔F〕] のコンデンサーを角振動数ω [ rad/s ] の交流電圧を発生する電圧源に接続する。 回路には時間を [s] として,図2に示すようなIo cos wt 〔A〕 の交流電流が図1の矢印の 向きを正として流れる。 t=0s でコンデンサーの電圧は0Vで,コンテ ンサーの蓄える電荷はOCであった。 交流電流が流れることによって 時刻に図1のコンデンサー上側の極板が蓄える電荷は) [C]で あり、コンデンサー両端の電圧は() [V] である。この交流電圧 はコンデンサーの極板間に,時間的に変動する電界を作る。 変動する電界付近には, 変動する磁界が発生する。 図2の0<t< / 200の間では,コンデンサーの極板間の電界の向きは図3の(a) の向きである。この向きの電界の時間変化率は0<t < π/20 の間で正 であり、この間に変動する電界は、コンデンサーの上側極板に流れ込 む電流が,そのままコンデンサーの極板間を流れるものと考えた場合 に発生する磁界と,同じ向きに磁界を発生する。 したがって,0<t <π/20の間にコンデンサー周囲に発生する磁界は図3(b)の向 きである。 この磁界の周りには、変動する電界がさらに発生する。 こ うして、コンデンサーの周りには、次々と変動する磁界と電界が発生 し、周りの空間に伝えられる。 これが電磁波である。 光の速さをc[m/ s] とすると,このコンデンサーから放射された電磁波の波長は(ウ) [m〕 と計算される。 コンデンサーから電磁波を発生させるとき, コンデンサーとコイル を接続した回路がよく用いられる。 電気容量C [F] のコンデンサーと 自己インダクタンスL [H] のコイルを,図4のように直列接続する場 合と,図5のように並列接続する場合を比較しよう。図4の直列回路 I cos at 〔A〕 の交流電流が流れるとき, 電圧源が発生する電圧の振 幅は国〔V〕である。 一方, 図5の並列回路のコイルとコンデンサー Vosin at 〔V〕 の電圧を加える場合には, コンデンサーに流れる電流 の振幅は(オ) [A], コイルに流れる電流の振幅はカ) [A] であ 図 1 考え方の キホン 電流 415 図4 電流 [A] Io 0 -10 2ω ② 3 w2w 図2 図5 2x 時間 t(s) コンデンサー -0 電流 図3 (同志社大) 交流で電圧や電流を求める場合、 普通は,振幅(最大値) と位相を 別々に処理すればよい。 振幅はオームの法則から求め、位相はπ/2 だけ進むとか遅れるとかを判断し, cot+π/2とかwt-π/2とかとすればよい。ただ この問題では、設問の順序からみて、 微分や積分を用いて解答するのが、出題者 の意図であろう。 1-4 交流と荷電粒子の運動 電磁気 193

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Mathematics Senior High

3番で、まるで囲んだ部分がなぜn -1にならないのか教えて下さい!

ネズミなどの一部の野生動物を除き, 野生動物を無断で捕獲することは 「鳥獣保護法」によって 禁じられている。 例えば, スズメやメジロなどを捕まえて飼育することは違法行為であり,農作物 に被害を与えるイノシシなどを捕獲することについても、事前の許可と「狩猟免許」 が必要になる。 ある野生動物 Sは誕生,死亡を含めて、1年間の個体数推計値の自然増加率は120% である。す なわち、ある年末の野生動物Sの個体数推計値が約100 万頭とすると、捕獲を行わないと翌年末の 個体数推計値は約120万頭になる。 野生動物 S の 2020 年末における個体数推計値は約 200 万頭であった。このとき、以下の問いに 答えよ。 240 (1) 野生動物 S の捕獲を禁止した場合, 2021 年末における個体数推計値は約 アイウ万頭に なる。 200×1.2= 220 野生動物Sによる農業被害が甚大なため,2021年初めから毎年 20 万頭ずつ捕獲を行うことを264c 検討した。 2. (i)(1)より, 野生動物Sの捕獲を禁止した場合の2021 年末の個体数推計値は約 アイウ万頭 になるが, 20万頭を捕獲した場合, アイウ万頭から20万頭を除くと考えることにする。 2021 年初めから毎年20万頭ずつ捕獲を行った場合, 野生動物Sの2021 年末の個体数推計値 は約 エオカ 万頭になる。 20. 以下の設問 ((), (3)では, 野生動物の捕獲を行った場合の個体数推計値を,この考え方 と同様にして計算するものとする。 220×1.2-20:244 22 244×1.2-20=272.8 コサ万頭である。 (i) 2024 年末における野生動物Sの個体数推計値は約 キクケ 220 X 1.2 490 307.36 2728×1.2-20= ACUM () 野生動物Sの個体数推計値が初めて500万頭を超えるのはシスセソ 年中である。なお, 必要ならば 10g102=0.3010, 10g103= 0.4771 を用いてよい。 2 2 5 2「 (3) 2024年末に野生動物Sの個体数推計値が 180 万頭以下になるためには,2021年初めから毎年3 少なくともタチ 万頭ずつを捕獲しなくてはならない。 ただし,1万頭未満の数は切り上げて 答えよ。

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Biology Senior High

答えは4なのですが、根拠が答えに書いてないので教えて下さい!!

(a) 生物の形態は, 響する場合がある。 両生類の一種であるエゾサンショウウオの幼生には、環境の変化によって正常な幼生と比べて 顎の幅が広く攻撃性の高い形態をもつ個体が出現することが知られており,この形態をもつ個体 る。 しかし、場合によっては生物の形態決定において遺伝子型が許容的で, あご は頭でっかちとよばれる。 頭でっかちという形態がどのような環境因子によって誘導されるのか B 条件 A 条件B 条件 C 条件 D 個体発生を通じて発現し、多くの場合その形態決定に関わるのは遺伝子であ 環境が大きく影 を調べるため、次の実験 1~3を行った。 実験1 条件の同じ水槽を4つ用意し, 一緒に飼育するエゾサンショウウオの幼生の密度と餌 となるエゾアカガエルの幼生 (オタマジャクシ) の密度を、表1の条件 A~Dのようにして飼 育して頭でっかち出現率を調べたところ, 図2の結果が得られた。 条件E 条件F 条件 G 表 1 エゾサンショウ ウオの幼生 (密度) 10 30 20 10 サイズ大 エゾアカガエル の幼生 ( 密度) 0 0 0 8 10 表 2 エゾアカガエルの 幼生(密度) 20 サイズ小 0 8 頭でっかち出現率 (相対値) 0 条件A 条件B 条件C条件D 469 図2 実験2 条件の同じ水槽を3つ用意し,それぞれエゾサンショウウオの幼生を8匹ずつ加え,さ らに餌となるエゾアカガエルの幼生のサイズが大きいものと小さいものを、表2の条件E ~ Gに示す密度になるようにし, 一緒に飼育して頭でっかち出現率を調べたところ、図3の結 果が得られた。 0.5- 頭でっかち出現率(相対値) 0.4- 0.3- 0.2- 0.1- 20.5 0.4- ち 0.3 0.2- (b) 0.1 ZBERF1-Z1F4-02 0 条件E 条件F 条件G 図 3

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