[電磁気]ガウスの法則を使った問題について質問です。画像中の問(2)についてです。 半径rの球内の電荷によって作られる電界だけを考えれば良いのは何故ですか？ 半径rの球の外側で、半径aの球の内側の部分にも電荷があるため、点Pにおける電界はそれらによる影響も受けそうに思います。

チェック問題 2 球状に分布した電気 半径aの球内に一様に分布した電 気があり,その全電気量は+Q[C] である。 このとき, 球の中心からの 距離がの点Pでの電界の強さEを 求めよ。 ただし, クーロン定数をんとする。 (1) r>αのとき (2) r<aのとき + x 標準 8分 Y + + P + E

この問題の(1)の電流の向きと⑵の磁界の向き、またその根拠が分かる方教えてください。

12 図のように, 半径r[m]の円形導線に [A]の電流 bl and が反時計回りに流れている。円の中心から2r〔m〕 離 IL れた位置に直線導線Lがあり, Lに電流を流すと,点 0での磁界が0になった。 (1) Lに流した電流の向きはa→bか, b→aか。 また, 電流の強さを求めよ。 2 (2) 次に,(1) で求めた電流を流しているLを左へ [m〕移す (点Oからの距離は3r〔m〕)。 点0での磁界 の向きと大きさを求めよ。 の電源 2r a> Or Io

LC回路のそれぞれの回路方程式を教えていただきたいです

C I I₁ m L C I I ₂ mm L C

(2)で求めたエックスゼロと、(4)で求めるLは同じ座標ですか？ 追加 (5)のグラフを見て同じでは無いことはわかったのですが、それならなぜセックスゼロで物体Aが静止できるのか分かりません。教えてください。

3 図のように、電荷Qを帯びた質量mの小さ な物体Aが水平面からの角度の斜面上にあり、 電荷Qを帯びた小さな物体Bが斜面の下に固定 されている。 物体Bの位置を原点とし、斜面 上方に向かってx軸をとる。 物体Aはx軸上を なめらかに動くことができる。 物体Aと物体B の間にはたらくクーロン力の比例定数をんとし, 重力加速度の大きさを」 とする。 また、運動す る電荷からの電磁波の放射と空気抵抗は無視できるものとする。 次の問いに答えよ。 (1) 物体Aの座標をx, 加速度をaとするとき, 物体 A の運動方程式を記せ。 (2) 物体Aが静止することのできる座標x を, k, Q, m, g, 0 を用いて表せ。 水平面 次に,物体Aを座標s (s<x) の位置に置いて、静かにはなした。その後の物体Aの 運動を考える。 (3) 座標sで物体 A のもつ力学的エネルギーEを, s, k, Q, m, g, f を用いて表せ。 ただし、重力による位置エネルギーの基準は原点0の高さとし, 物体Bによる電位 の基準は無限逮方とする。 x S x0 (4) 物体Aが原点から最も離れたときの座標L, E, k, Q, m, g, f を用いて 表せ。 S 物体B x (5)s が x に比べて非常に小さいとき,物体Aの座標xと時刻の関係を表すグラフ として,最もふさわしいものを次の解答群の中から選び記号で答えよ。 [解答群] xo min m # W x0 W S ol X x mm M W A x0 S S 0 x S 原点O 物体 AS なめらか な斜面 (広島2013)

⑴がわからないです。

268 VI章 磁気 基本例題74 磁場中を回転する導体棒 図のように,鉛直下向きに磁束密度B[T]の一様な磁場 中で,長さα〔m] の導体棒 OP を, Oを中心として水平面 内で回転させる。 棒OP の角速度はw [rad/s] である。 (1) 点OとPのどちらの電位が高いか。 V2) OP間の誘導起電力の大きさはいくらか。 指針 ローレンツ力を受けて移動する電子 の向きから、 電位の高低を考える。 また, 微小時 間 4tの間に、棒 OP が描く面積をSとすると, 磁束の変化 4Φ=B×4S と表される。 は, 解説 (1) 棒 OP中の電子が受けるロー レンツ力は, フレミングの左手の法則から, 0 →Pの向きである。 電子はP側に集まるので, Pが低電位, 0 が高電位となる。 (2) 図のような回路 OPQO を考えると, 微小時 4S = na² x = B[T] 0a [m] [rad/s] 回転軸 間 4t の間の、棒OP の回転角はwdt なので 面積の増加 ⊿S は, wat 2π a²w4t 2 基本問題 528 - [m²] w4t 誘導起電力の大きさをVとすると, v=|-40|-|- BAS 4t At P Ba'w 2 AS (V) P' P

大学物理の問題で質問があります。 単元は電磁気学です。 解説のpm=μ0ISという箇所がわかりません。 ご解説よろしくお願い致します。

原点Oに大きさが pm の磁気双極子モーメントが2軸の 負の向きに置かれている(図9) Oを中心とする半径Rの球 面上の, OPが2軸となす角が0の点Pに生じる磁束密度を, 球 面に接する成分と垂直な成分に分けて求めよ。 [ヒント: 式 (10.40) を用いる.] 13. 地球磁場の水平方向の成分を水平成分, 磁場の向きが 水平方角となす下向きの角度を伏角という。 松本 (北緯36度) における地球磁場の水平成分は30×10 - T伏角は 49.5°であ る。 (1)地球磁場が地球の中心にある磁気双極子によるものと すれば,北緯36度の地点における伏角はいくらになるか. (前問の結果を用いよ。) (2) 地球磁場をつくっている磁気双極子は、地球の中心に ある半径 3.5×10mの核に流れる電流によるものと考え られている。これを半径2×10°mの円形ひと巻きコイル に置きかえたとすれば, コイルに流れる電流はどれほど か。

電磁気学です、 ほとんどわからなくて 答えだけでもいいので、お願いします。

問1.2個のα粒子が 10-12 [m] の距離にある。 クーロン力と万有引力を求め比較せよ。 問2. 半径aの球内に一様な密度ρ [C/m²] で電荷が分布している。 球の内および外の 電場を求めよ。 なお, 球は真空中にあるものとする. 問3. 真空中で半径Rの導体球に電荷Q [C] を与えた. (1) 表面の電場を求めよ。 (2) 分布する電荷の表面密度を求めよ。 (3) 静電応力を求めよ。 (4) 静電エネルギーを求めよ. 問4. 極板間距離 1 [mm] で容量1 [F] の平行平板コンデンサの極板面積を求めよ。 なお, 極板間は真空とする.

5番の解説で、Aと同じ向きって書いてあるのですが正負で逆になってるのは何故ですか

物 234 第4編 電気と磁気 基本例題 90 磁場を横切る金属棒に生じる誘導起電力 レール a 金属棒 抵抗 R 軸の O 正の向き 2 図1のように, 真空中に金属レー y 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1〔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z軸の正の向き ( 紙面 裏から表の向き)である。 a E- b b 図2 図3 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。 指針 磁場を垂直に横切る金属棒に生じる誘導起電力の大きさはBI [V] である。 向きは, レンツの法則と右ねじの法則とから判断する。 解答 [A] Z軸の負の向きの磁場をつくる 向きに誘導起電力 Vが発生 (レンツ の法則)。 Vの向きはEの向きと反 対になる (右ねじの法則)。 (1) V=vBI (V) (2) キルヒホッフの法則ⅡⅠIより E-V=RI E-vBl よってI=. (A), R 軸の正の向き (3) F-IBI=(E-UBL) BI (N) F=IBl=1 R 図 1 >>431,432 B ○磁場 (4) 力Fはx軸の正の向きにはたらき(フ レミングの左手の法則), 棒は加速さ れ”の増加とともにVも増す。 V がEに達すると, ②, ③ 式より I=0 F = 0 となり,以後,速さは。 で一定 になる。 ③式で,v=v のとき F=0 より E-vo Bl=0 E よって Vo = (m/s) BU 〔B〕 (5) 誘導起電力の向きと大きさは [A] と同じなのでV=BL〔V〕 vBl I'=- 〔A〕,y軸の負の向き R+r

5番の解説で、Aと同じ向きって書いてあるのですが正負で逆になってるのは何故ですか

物 234 第4編 電気と磁気 基本例題 90 磁場を横切る金属棒に生じる誘導起電力 レール a 金属棒 抵抗 R b 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1〔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z軸の正の向き ( 紙面 裏から表の向き)である。 a E- b b 図2 図3 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v 〔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 r 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。 指針 磁場を垂直に横切る金属棒に生じる誘導起電力の大きさはBl〔V〕 である。 向きは、レンツの法則と右ねじの法則とから判断する。 解答 [A] Z軸の負の向きの磁場をつくる 向きに誘導起電力 Vが発生 (レンツ の法則)。 Vの向きはEの向きと反 対になる (右ねじの法則)。 (1) V = vBl〔V〕 (2) キルヒホッフの法則ⅡIより E-V=RI E-vBl よってI=- (A), R 軸の正の向き (3) F=IBI=(E=UBI) BI (N) R C 2 図 1 >>431,432 B ◎ 磁場 軸の 正の向き ひ (4) 力Fはx軸の正の向きにはたらき(フ レミングの左手の法則), 棒は加速さ れ”の増加とともにVも増す。 V がEに達すると, ② ③ 式より I=0, F = 0 となり,以後, 速さはvo で一定 になる。 ③式で,v=vのとき F=0 より E-vBl=0 E よって vo= - (m/s) BU 〔B〕 (5) 誘導起電力の向きと大きさは 〔A〕 と同じなのでV=BL〔V〕 UBU I'= 〔A〕,y軸の負の向き R+r

電流の向きを教えてください！これの答えには右ねじの法則を使って北向きと書いてあるのですが、どうやって右ネジの法則を使っているのか分かりません。

342 直線電流がつくる磁界 長い導線を南北に張り, 導線から 0.20m だけ下のところに小磁針を置いた。 導線に一定の電流を流 したところ, 磁針は北から西のほうへ30°回って静止した。 地磁気 北 の水平成分を30A/m として, 導線に流した電流の強さと向きを答 えよ。 ただし = 3.14 とする。 センサー 123, 124, 127 30% 0.20m