(9)教えてください！！

物理基礎·物理 4. 次の文章を読み,以下の問いに答えなさい。 重力加速度の大きさをg [m/s] とする。 質量m (kg] の小球Aを軽くて電気を通さない糸1でつるし, 同じ材 質の糸2で図1のように水平右方向にカF [N] で引いたところ, 糸1 と鉛直線は角度θの状態でつり合い静止した。 以下の(1), (2) の間 いに答えなさい。 糸1 0 糸2 F 小球A( (1)カF (N) をm, g, θを用いて表しなさい。 (2)糸1が小球Aを引く力の犬きさを加, g. θを用いて表しなさい。 図1 つぎに,糸2を取り外してから小球Aに正の電気量g [C] を与えた。 電気量Q (C) の小球Bを小球Aと同じ高さから近づけたところ, 図2 のように小球 Aから距離d [m] のところで糸1と鉛直線が角度日となっ てつり合い静止した。以下の(3)~ (5)の問いに答えなさい。 なお, クー ロンの法則の比例定数をkとし, (4), (5) については m, g, q, Q, k, 0のうち必要な記号を用いて表しなさい。 糸1 小球B 小球A 図2 (3) 小球Bの電気量は正か負のどちらか答えなさい。 (4) 距離dを求めなさい。 (5)小球Bの電気量をすみやかにゼロにしたところ, 小球Aは静かに動き出し, 鉛直面内で円軌 道上を運動した。最下点を通過するとき, 糸1が小球 Aを引く力を求めなさい。 つづいて,正の電気量g [C], 質量m [kg] の荷 電粒子の運動を考える。図3のように原点0, およ びェ軸,y軸をとる。y>0 の領域には磁束密度B [T) B(ア) の一様な磁場がかけられている。粒子が原点Oから距 離rのスリット Si を通してy軸と平行に速さ [m/s) で入射した。その後, 粒子は原点Oから距離rのスリッ ト S2 から飛び出した。 粒子がスリット S1 を通過した時 刻をt=0 [s] とし, 以下の (6) ~ (9) の問いに答 えなさい。なお, (8), (9) については, rを用いずに, m, q, v, B, tのうち必要な記号を用いて表しなさい。円周率はπとする。重力は考えなくてよい。 Ol ア 速さひ 図3 (6) 磁場中を運動する荷電粒子は磁場から力を受ける。この力を何というか。 (7)磁場の向きは, 図3中の (ア), (イ) のどちらか答えなさい。 (8)粒子は(6) の力を向心カとした等速円運動を行った。その加速度の大きさを求めなさい。 (9)磁場に入射後の粒子の位置について, a座標およびy座標をそれぞれ時間tの関数として式で 表すと, エ= y= となる。スリット S2から飛び出した時刻をぜとすると となる。空欄(a), (b), (c) に入る式を答えなさい。

9がわかりません！ 教えてください！！

物理基礎·物理 4. 次の文章を読み,以下の問いに答えなさい。 重力加速度の大きさをg [m/s] とする。 質量m (kg] の小球Aを軽くて電気を通さない糸1でつるし, 同じ材 質の糸2で図1のように水平右方向にカF [N] で引いたところ, 糸1 と鉛直線は角度θの状態でつり合い静止した。 以下の(1), (2) の間 いに答えなさい。 糸1 0 糸2 F 小球A( (1)カF (N) をm, g, θを用いて表しなさい。 (2)糸1が小球Aを引く力の犬きさを加, g. θを用いて表しなさい。 図1 つぎに,糸2を取り外してから小球Aに正の電気量g [C] を与えた。 電気量Q (C) の小球Bを小球Aと同じ高さから近づけたところ, 図2 のように小球 Aから距離d [m] のところで糸1と鉛直線が角度日となっ てつり合い静止した。以下の(3)~ (5)の問いに答えなさい。 なお, クー ロンの法則の比例定数をkとし, (4), (5) については m, g, q, Q, k, 0のうち必要な記号を用いて表しなさい。 糸1 小球B 小球A 図2 (3) 小球Bの電気量は正か負のどちらか答えなさい。 (4) 距離dを求めなさい。 (5)小球Bの電気量をすみやかにゼロにしたところ, 小球Aは静かに動き出し, 鉛直面内で円軌 道上を運動した。最下点を通過するとき, 糸1が小球 Aを引く力を求めなさい。 つづいて,正の電気量g [C], 質量m [kg] の荷 電粒子の運動を考える。図3のように原点0, およ びェ軸,y軸をとる。y>0 の領域には磁束密度B [T) B(ア) の一様な磁場がかけられている。粒子が原点Oから距 離rのスリット Si を通してy軸と平行に速さ [m/s) で入射した。その後, 粒子は原点Oから距離rのスリッ ト S2 から飛び出した。 粒子がスリット S1 を通過した時 刻をt=0 [s] とし, 以下の (6) ~ (9) の問いに答 えなさい。なお, (8), (9) については, rを用いずに, m, q, v, B, tのうち必要な記号を用いて表しなさい。円周率はπとする。重力は考えなくてよい。 Ol ア 速さひ 図3 (6) 磁場中を運動する荷電粒子は磁場から力を受ける。この力を何というか。 (7)磁場の向きは, 図3中の (ア), (イ) のどちらか答えなさい。 (8)粒子は(6) の力を向心カとした等速円運動を行った。その加速度の大きさを求めなさい。 (9)磁場に入射後の粒子の位置について, a座標およびy座標をそれぞれ時間tの関数として式で 表すと, エ= y= となる。スリット S2から飛び出した時刻をぜとすると となる。空欄(a), (b), (c) に入る式を答えなさい。

答えの右上の図に、cの右と左で逆向きの磁束を受けているものがあるのですが、両方紙面の手前から奥の向きでないのは何故ですか？

7電磁誘導 101 A 126.〈金属円筒中を落下するネオジム磁石〉 次の文章中の口ア]~ウに適当な文字式を入れよ。 また, 肢から適当な語句を選べ。 図のように,水平な台の上に半径r」の金属円筒の管を置き, 質量が 標準間題 は内の選択 a Mで円柱型のネオジム磁石Aを, N極側の面 (円柱の底面)を下にし て管内で水平に保ち,静かにはなした。 管の中心軸をz軸にとり, 鉛 直下向きをえ軸の正の向きとする。以下ではAは面を水平に保ったま ま落下するものとする。その間,空気による抵抗はないものとし, A. は管の側面に当たることはないとする。 また, 重力加速度の大きさを AL 0 gとする。 'Aが落下しているとき, 管をz軸を中心軸にもつコイルの集まりと みなし,Aの下方にある1つのコイルC(図の斜線部分)を貫く Aによる磁束の時間変化を 考える。レンツの法則より, Cには図中の上から見て [a(時計回り, 反時計回り】に誘導電流 が流れる。その誘導電流の大きさをVとする。図のように, Aから出る磁束線が, 管のCの 部分(金属円筒の側面の一部)を貫ぐ位置での磁束密度の大きさをB, 向きを2軸の正の向 きとなす角0で表すと, コイルCの各部分がAによる磁場(磁界) から受ける力の合力の向 きは2軸のb正, 負】の向きである。また, その合力の大きさfは, Cの円周にそった一回 りの長さを流れる大きさIの電流が磁場から受ける力の大きさに等しく, 円周率を元として、 f=ア-2元r である。 同様に, 管のAより上方にある部分がAによる磁場から受ける力 の向きは,z軸の[c正,負】の向きである。一方Aは,管全体がAによる磁場から受ける力 の反作用として, 管全体から力を受ける。 その大きさをF(F20)とすると, Aのz軸方向 の運動方程式は,加速度をaとして Ma=[イ」 …0 Fは, Aが落下し始めた直後は0であるが, Aの落下の速さかによって変化する。 やがて ー18 千葉工大) で与えられる。 ひが一定になったところでFも一定になる。 このときのFの一定値F。は0より, F-ウ」である。 金属円筒の管

(5)です。 電流を流すことで磁束が増えるからΔI/Δtかと思ったのですが、どうしてΔφを使うのですか？

お願いします！！！ 一個とかでも大丈夫です！ どなたか！！

を入れなさい< 1 ie 昌 ]」のつりあいの条件は。 作用するカカ6 ことである。 いま質基 7 kgの【 有線が一致しない ーっのカカがはたらし ヽた場合を考える人月 ベクトルの和は 0 であるが, 力の作用点のまねわりの【還2訓| <ある。 このような一組の力を(央上 | 速 きさを調べで (2) ある末きを正とした1 つの邊方向の物体の運動がある。 90 に 只 ヽた。こ たらいている力の合計 a 間は 0 m/ぷであり, 静止していた。 このときは ら ないて6 秒へ0二語較 後の となる。 ー 2 m/ぷであった。 したがって, 4 秒後の速さは【 7 m/s < wi電間 その後 0 m/ぷ"の加速度が【 8 】秒間続き物体は藤止した この運動は, この軸 1向き方向9 り, その移動距離は【 10 】m である。 、 も 3 げた たりした。 この系 二詳のbp牛の押委でき5ホをっけ。 ネの他作を持って上げたり下げ と おもりの運動方程式は【 11 ]の式で表される請如 とし, 上向きを正とする加速度を g [m/"Jとする 加速鹿を 9 とする。 いま, mn 0.5kg,9 王 98m/5とし 手が04 kgw(kg 5 の の加速席の大きさは【 12 】であり, その向きは【 13 ]である。 また おもりの加速度が下向き(< 5 手が引く力の大きさは【 14 】であり, おもbりが上向きに一定の速さで動いているどき 手が糸を引VNでM さは【 15 】である。 (3 重旋加速度を 9 [m/sJとし, 空気抵抗は無視できるものとする。 反発(はねかえり) 係数 e の水SEな) /(Jのところにある質量 ヵ (kg)の小球は, 床を基準にしたときに【 16 】] の位置エネ2 小球を時刻 # 三 0 s で静かに落下させた。 落下中に小球に加わっている力の大きさは【 17 】I に衝突する直前の小球の速きは【 18 】m/<)であり, 和括直後の小球の運動エネルギーは【還9 この後, 最初に小球の速さが 0 m/s になったときの, 小球の床からの高きは【 20 】LmJである3 発電所でつくられた電気は【 21 】器で 150 kVから600 kV に昇圧されて, 送電線で送られる 放加訂府 上00 」に適切な語, 数値 または式: 0 になる は反対だが大きさはともに 7 〔N]で, 作有 離を 。 (m〕とすると, この物体に作用する力の 訪とも【 3 】〔Nm〕であり, 重心のまわりの【 2 (5 る前に利用しやすい電圧に段階的に降圧される。 送電線は長距離になるので, 家庭で合わ4る 【 22 】な電気抵抗をもっでいる。 同じ大きさの電力を送電する場合, 150 kV を用いた場合は 600 合に比べ 送電線による電坊損失は【 23 】倍となる。このように電圧をより【 24 】して送電iる理 少なくできる。 したがって, 発電所では交流電圧を発電している。 また, 家庭で使用できる電圧100 ある。 100 V で 1500 W の電熱器を 200 V でそのまま使えるとすると, この場合【 25 】W の電訪を滴 《解答欄》 169| 【2】 【3】 【4】 【5】 帳価 カッ?モッント 【6】 4| 【8】 【9】 0 169| 【2】 【13】 Wi| 【6】 【17】 【18】 | 【21 【22】 【23】 | SMUPHYS2021-01 (7〕 〔8] 〔9} 1

どなたかお願いします。

〔6} (7J 〔8〕 (9 9【り| 200 V, 100 W の電球に 200 V の電圧を加えると【 26 JA の電流が流れ, この状態での電球の電気鬼抗は 【 27 1Q である。この電球を直列に 2 個つなぎ, 200 V の電圧を加えたら, 0.2 Aの電流が流れ, それぞれの電 球の明るきは暗くなった。 この状態での 1 個の電球の電気抵抗は【 28 】Q であるので,この電球は 100 Y 【 29 】W の電球でもある。このことから, 電球のフィラメントの抵抗は その退度と【 30 】の相関をもつことが孝 えられる。 閉じた円形コイルの中心軸上で棒磁石の磁極をコイルに近づけたり遠ざけたりすると, コイルを吐く磁束の変化 によっでヨイルに【 31 】が生じ, コイシレには, コイルを貢く磁束の変化を【 32 1向きに【 33 】電流が流れる。 この関係を【 84 】の法則と呼。【 31 】は導体が磁場(下界)を横切る場合にも観察されるが, これは導体内 の電子が磁場(秦界)から受ける【 35 】力によって説明できる。 導体に帯電体を近づけると, 静電気力により導体内の電子が移動する。この現象を【 36 ]という。 導体に囲ま れた中空部分は導体外部からの電場(電界)の影響を受けない。このはたらきを【 37 】という。また。 不導体(絶 緑体) に帯電体を近づけると, 静電気力により不導体内の電子の位置がずれる。 この現象を【 38 】という。 【 38 】により, 不導体(絶縁体)はまた【 39 】ともいわれる。 物体が箕電しているかどうかを調べることができる, 電源が不要で導体の【 36 】を利用した装置に【 40 】がある。 焦点距離が 6 cm の【 41 】レンズから 10 om の光軸上の位置に物体を置くと レンズに対して物体と反対側の 【 42 】cm の位置に倒立の実像が生じた。 このレンズを用いて倍率 2 倍の正立の虚像をつくるためにはレンズ から【 43 】cm の光軸上の位置に物体を置けば良い。 容気中にあるこのレンズに物体からの光が通過する場合。 光軸上の光線は【 44 】回屈折し, 光軸上以外の光線は【 45 】回屈折する。 光を空気中から水中に向けて斜めに入射したら, 水面ではね返されで空気中に戻る光路と 水面で小さく折れ 曲がって水中に入る光路の二つが観察きれた。 前者のはね返される現象を渋の【 46 】, 後者の小さく折曲 がる現象を波の【 47 】という。 平行な光を三重スリットに通すと, それぞれのスリットの直後で光線が広がる。 こ の現象を光の【 48 】という。 広がった光線は, 波の【 49 の原理にしたがっで, 強め合ったり弱め合ったりす る。 この現象を光の【 50 】という。 《解答欄》 【26】 【31】 【36】

解説お願いします

第 3 間 上の各問について. 寺応する解答感の中からもっとも適する答を1 つ選び, マー クシートにその記号をマークせよ。 半径 c[m] で ZPOQ が直角である扇形 OPQ の1 巻きのコイルがある。 図のように、このコ イルを点0 がxy平面の原点に一致するように人岬き,. ゴイルが点ひ を中心として, xy平面上を 回転できるようにする。いま, xy平面の領域 る 0 に紙面に乗直で表から衰に向かう磁束審度 J[T] の一様な磁場をかけ。コイルを点 O を中心として反時計回りに一定の角束度 girad/s} で 回転きせた。なお, コイルの抵抗値は だ[LO1 であり. コイルが徹域>る0に入るときに0Qが 9 輸を通過する時刻を7 = 0 とする。コイ ルを流れる直流が作る夏場の大ほきはの大ききにだ比 べて十分にホさいものとし, またコイルの自己勘導は無宰できるものとする。 剛1、 コイルが1 回転するのにかかる時間 7[s] を求めよ 間2 = 和] のとき. コイルを頁く大 のLTWb) を求めよ。 | G2 3| コイルが1回転する問にコイルを貫く磁束 の[Wb} の時間変化を示すグラブフはどれか。 から[ (20) | にあてはまる語句または数式はどれか。 還の電磁肝癌の法則より, 1巻きのコイルを質く磁来 の[Wb] が時間 Arls] の関に 化するとき。 コイルに 人-[V] の時門電力が生じる。まず0 <7< てhm 4) | の向きに流れ, コイルに生しる 固のとき生じる誘導起電力の大きさは | (20) | [Y] となる。

導体棒は右向きに運動を始めて、やがて電流は流れなくなるそうなのですが、なぜ流れてなくなるのか教えてください。

B 図4のように, 飽直下向きの一様な磁束密度の磁場(磁界)中に・ 十分に長 い 2 本の細い金属レールが, 水平面内に間隔 /で平行に置かれている。 レールに は電圧 の直流電源, 抵抗値ヶ の二つの抵抗 およびスイッチ S が接続きれ ている。 レール上には導体棒がレールに対して垂直に置かれている< はじめ, 導 体棒は静止しており, S は開いている。ただし, レールと壮体権およびそれらの 間の電気抵抗は無視できるものとし 導体権はレールと垂直を保ちながら。 なめ に動く ことができるものとする。また, 回路を流れる電流がつく る磁場は する。

わかる方だけでもお願いします ・「ファラデーのVはコイル全体のもの」とは、どういうことですか？ ・写真の状況では、紙面上向きに磁場が発生してるから それに逆らうような電流を流すから、時計回りに電流が流れるのかと思いきや、ab間では何故 反時計回りに電流が流れるのでしょうか？

わかる方教えてください。

図のように, 遼東密度』 の一様な磁場中で, 長方形コイルを, 磁場に直 : 交すずる軸のまわりに, 一定の角速度oで回転させる。コイルの面の面積を $。コイルの面の法線が磁場の方向となす角をのとし, 時刻 0 において9 - OCSDeS (1) 時刻ほ!のときにコイルを貫く磁束はいくらか。ただし, 7 王 0 の状態 のコイルを吐く磁束の向きを正とする。 (2) 時刻/のときにコイルに生じる誘導起電力はいくらか。 ただし, 7 0 の直後の誘導起電力を正とする。