中2理科のエネルギーで電気抵抗と回路のやつなんですけど、この問題の電流Iと全体の電気抵抗の大きさの求め方が分かりません💦どなたか教えて下さいm(_ _)m

1) V ✓ 3V 60 60 I

印が付いている問題がわかりません。解説できる方、お願いします。答えは（3）イ（4）アです。

電流と磁界 ② 278m (R5 石川改) 〈14点×3> 図1 電源装置 スイッチ 抵抗器 エナメル線でコイルと回転軸をつくり、回転軸のエナメルをすべて はがした。図1のように、回路をつくり, コイルの下部を黒く塗った。 その後、スイッチを入れたところ, 回路にはの向きに電流が流れ, コイルの下部がの向きに力を受け, コイルは動き始めたが,まもな く静止した。 電源装置からは一定の向きに電流が流れるものとする。 一口(1) 一定の向きに流れる電流を何というか。 軸受け コイル 回転軸 電流計 観察する向き U字形磁石 コイルの下部 図2 N コイルが回転し続けるようにスイッチを入れたり切ったりしたい。 図1の 装置 180° 135° 225° コイルの黒く塗った部分がどの範囲を通 の向きに見た図2で, 過しているときにスイッチを切るとよいか。 次のア~エから1つ選びなさい。 90° 270° ア 0°~180° イ 90°~270° 図3 315° コイルの上部 ウ 180°~360° 観察する 向き コイルが コイルの黒く 回転する方向 360° 塗った部分 S エ 270°~360° と 0° ~ 90° コイルの下部 (3)この後、図3のようにコイルと磁石を設 置しなおした。 スイッチを入れるとコイル S はどのように動くか。 右ア のア~エから1つ選びな さい。ヒント H (1) 2 (3) ヒント (1) 2Ωの電熱線に2.0Vの電圧が加わっていることから、流れた電流の大きさがわかるね。 (3) コイルの上部とコイルの下部にはたらく力の向きをそれぞれ考えよう。 [107]

R=E÷Iで20÷2=10Ωだと思ったのですが答えは4Ωでした。どうやって求めたらよいのでしょうか？このよう問題はとても苦手なので分かりやすく教えていただけるとありがたいです。ご協力よろしくお願いいたします！

20V 2A ↓(A R 60

(3)の②が質問です。 コイルを外したら何にもない状態に戻る+レールがAと同じ高さまで存在しているから、DはAと同じ高さにあると私は考えましたが、答えはAよりも高くなるとなっています。なぜでしょうか？

4 図のように、固定したレールの水平」 部分BC間にコイルを設置し, 検流計 につないだ。 レールのA点に棒磁石を 置き,静かにはなしたところ, 棒磁石 は斜面Ⅰをすべり下り, コイルの中を 108N 斜面 I A点 斜面Ⅱ レール コイル a (b B点 C点 水平面 |検流計 ふ 通過して,斜面IのD点まで上がって, その後下った。 また, コイルの② 側から磁石のN極 を近づけると検流計は右に振れることがわかっている。 次の問いに答えなさい。 ただし,摩 擦や空気抵抗は考えないものとする。 (1) 棒磁石がB点からC点に向かってコイルを通りぬけるときの, 検流計の針の振れ方とし て正しいものを、次のア~エから選び, て正しいものを. 次のア~エから選び, 記号で答えなさい。陣の副 ア 右→0→左 左 0→右 右→0→右ウ エ 左→0→左 (2) D点の水平面からの高さは, A点の高さに比べてどうなっているか (3) 次のようにすると, A点ではなした棒磁石が斜面 II を上る高さは, D点と比べてどうな るか。 かか (1) ① コイルを巻数の多いものにかえ, 棒磁石をA点で静かにはなす。 ② コイルをとり除いて、棒磁石をA点で静かにはなす。 (2) (3) ① (7点×4) 165

これの（3）がわかりません。

403 ころ、 の電 sin wt, EL 影響で送電先の電圧が送電元の電圧より大きくなることがあり問題。 物理 例題 91 交流のベクトル表示 物理 基礎 物理 406 抵抗R, コイルL, コンデンサーCを直列に接続し、 電圧の実効値が20Vの交 流電源に接続したところ、 実効値2.0A の電流が流れた。 この場合のLのリアク タンスを20Ω, Cのリアクタンスを15Ωとする。 (1) LとCの電圧の実効値 Vre [V], Vce 〔V] を求めよ。 (2) 電圧のベクトル図より, 電源の電圧に対する電流の位相の遅れ [rad〕 と, 抵 抗にかかる電圧の実効値 VRe 〔V〕 を求めよ。 (3) 電源電圧 V [V] 時刻f[s] を用いて V=20√2 sin 100t と表されるとき 電 [流I[A] を式で表せ。 3.14 とする 解答 (1) 交流の角周波数をw 〔rad/s], ● 138 センサー 電圧に対する電流の位相 ・抵抗→同じ。 ・コイル→だけ遅れる。 電流の実効値を I [A], Lの自己インダ クタンスをL[H], C の電気容量を C[F] とすると,VLe = wLI=20×2.0= 40[V] VLe+Vce 40V 1 120V ・コンデンサー Vce= - I = 15×2.0= 30[V] wC 10V VRe →だけ進む。 センサー 139 RLC 直列回路の交流のベ クトル表示 (電流ベクトルを右向きに 描くとすると) ・抵抗にかかる電圧 VRe は 右向き。 ・コイルにかかる電圧 Vre は上向き。 ・コンデンサーにかかる電 圧Vce は下向き。 ・電源電圧 V は, Ve=VRe+ Vie+Vce センサー 140 (2) 共通に流れる電流I を右向きのベクト ルとし、反時計回りを位相の進む向き とすると,Rにかかる電圧 VRe の位相は 電流と位相が同じなので右向きに描く。 Lにかかる電圧 VLe の位相は電流より位 π 30V Vce 相が今だけ進むので右図の上向きに描 く。Cにかかる電圧Vcの位相は電流よりも位相が今だけ遅 2 れるので上図の下向きに描く。 電源の電圧の実効値 V は, 数学的にVe=Vre + Vre+ Ve となることから,各ベクトルの 大きさを考えると, 上図のようになる。 この図より Vre+ Vcel = 10[V] となる。 よって, sinθ= | Vie + Veel_10. | Vel =0.50 20 π これより,0= - 〔rad〕 ......① 6 交流回路の瞬時値は,最大 値と位相を別々に求める。 π *te, VRe = V COS =20x 2=10√3=10×1.73=17.3 2 注 電圧や電流の最大値や位相 TRO 17(V) [ 29 などは, ベクトル表示による方 法でなくても、公式を用いて計 算で求めることができる。 (3) 電源の電圧の最大値を Vo [V], 電流の最大値を I〔A〕とす ると,V=Vosin wt のとき, I=Isin (wt-0) と表されるから, ①II より 最大値と位相を考えると, I= 2.0√2sin100㎖t- 6 29 交流と電磁波 255

(1)で電圧は抵抗の比だからで解いてもあってますか？答えrvE/rv+r

118 図1のように 起電力E [V], 内部抵 抗r [Ω] の電池 Dに内部抵抗rv [Ω] の電 圧計Vを接続した。 このときVが示す値 は,Eではなく、 (1) [V]である。 そこで電池Dを、図2のように,電池 E,抵抗線 AB, 検流計 G, 既知の起電力 Es〔V〕をもつ標準電池 Es およびスイッチ St, S2 を組み合わせた回路に接続した。 AB は太さが一様で、接点Cの位置は調整で き, AC間の抵抗値が読み取れるように なっている。 S を開いたとき, AB に流れ る電流をI[A] とする。 S を閉じ S2 を ① に入れた状態でGに電流が流れないよう にCの位置を調整したときのAC間の抵 抗値 Rs〔Ω]は, Rs= (2) [Ω]となる。 次にS2 を ②に入れ, 再びG に電流が流 れないようにCの位置を調整したとき, AC 間の抵抗値をR[Ω] とすると,Eは既 電圧計V ry a b r E 電池D 図 1 Eo A B G Es ① S1 E r 電池D 図2

（2）の抵抗の求め方が分からないので教えてください！解説もお願いします🙇‍♀️テスト前なので早めに回答していただけると幸いです🥹

3 右の図の回路について, 次の問いに答えなさい。 (8点×5) 図1 592 (1) 5Ωの抵抗,10Ωの抵抗, 電源を図1のようにつないで回路を 1002 つくった。 a点を流れる電流の大きさは0.3Aであった。 次の① a ~③に答えよ。 ① 5Ωの抵抗の両端に加わる電圧は何Vか。 V] ② 電源の電圧は何Vか。 [ V] 図2 1002 ③回路全体の抵抗は何Ωか。 〔 Q2] (2) 10Ωの抵抗, 15Ωの抵抗, 電源を図2のようにつないで回路 をつくったところ, b点を流れる電流の大きさが0.2Aであった。 電源の電圧は何Vか。 また, 回路全体の抵抗は何Ωか。 V] ( Q2] 15Ω b

問6から問8が本当に分かりません。分かる方いたら解説どうかよろしくお願いします。

II 図3のように,水平な地面に建てられた高い塔がある。この塔の地面からの高さんの 位置には,小物体を水平方向に打ち出すことができる装置Sが設置されている。また, 地面上でSの射出口の真下の点から地面に沿って距離 Dだけ離れた位置に,小さい標 的Zがある。 Sから小物体Pをある速さで水平に打ち出したところ, Pは途中で地面に 落下することなく, 打ち出してから時間to後にZに到達した。 重力加速度の大きさをg 次に, SからPをある速さで水平に打ち出すと、Pは点Oから地面に沿ってだけ 離れた位置に落下した。 そこで、図4のように、再びSからPを同じ速さで水平に打ち 出し,打ち出してから時間 - to後にPの速度の水平成分のみを瞬時に変化させたところ, Pは途中で地面に落下することなくZに到達した。 2 とし、空気抵抗は無視できるものとする。 SP Va h 塔 O D Z 地面 内面 図 3 (m0m 0.0) 120=1 問5 to はいくらか。 h, g を用いて答えよ。 (0) 08.05 A[m] - 54 - > B 間 ( SP h 塔 0 45 D D 図 4 Z 地面 問6 Zに到達する直前のPの速度の鉛直成分の大きさはいくらか。 h, g を用いて答え よ。 問7 Sで打ち出してから時間 1/2t後に速度を変化させた直後のPの速度の水平成分の 大きさは,Sで打ち出したときのPの初速度の大きさの何倍か。 問8Zに到達する直前のPの速度の向きが,水平方向から45° 下向きとなる場合を考え る。この場合,Dはいくらか。 んを用いて答えよ。 - 55 -

1番最後の問題は相対速度でも解けるんですか？ 等速直線運動じゃないと相対速度は使えないとかありますか？

10 (1) Bは左向きに Bの μmgを受ける。 とすると、 運動方程式は μmg B ときの運動方程式を記せ。 a=-μg A ma= -μmg (3) しばらくして、等速度運動になった場合 の速さを求めよ。 2 1 公式よりv=v+at=vo-ngt... ① (2)Aは動摩擦力の反作用を右向きに受ける (赤矢印)。 AA とすると, Aの運動方程式は M=2.0[kg].0=30° のとき、 図2の曲線 のような実験結果が得られた。 なお、 図2の 斜めの点線は、時間t=0 のときの接線としg=10(m/s) とする。 (4) 動摩擦係数を求めよ。 (5) 空気の抵抗力の係数を求めよ。 (岐阜大 + 東京大) 012345 t[s] 図2 ③ やり に対 MAμmg ...② . A=umg M ②左辺 (M+m)A したがって, A の速度Vは V=At = μm gt 「してはいけ M (3)v=Vより vv-μgto=Hmg Moo Egto ∴. to= M μm+M)g 19 m (4)V=Atom+M Vo 3- を求めてもよい (5) Aに対するBの相対加速度は a=a-A=-m+M Vの方が計算しやす μg M A上の人が見れば の単純な運動。ただし、 てはその人が見た値で。 Aに対しては、 Bは初めでやってきて 加速度αで運動し、やがて止まる。 したがって Mul OF-²-201 1= 2 (m+M)g 別解 固定台に対する運動を調べてもよい。 x x = Vo x=voto+mato2 X x-A 右図より Ix-X として求められるが, 本解の方 X が計算が速く、 応用範囲も広い。 B vo S₁ S3 A S2 なめらかな水平面S, S. と鉛直面 S3 からなる段差のある固定台がある。 面 S2 上に, 質量Mの直方体AをS, に接す るように置く。 Aの上面はあらく その高 さは面Sの高さに等しい。 質量mの小物 体BとAの間の動摩擦係数をとし、重力加速度をgとする。 いま B を初速で水平面 S, 上から, Aの上面中央を直進させたところ, A は運動をはじめ,ある時刻 t 以後, 両物体の速さは等しくなった。 BがA上に達した時刻をt=0とする。 時刻to より以前の時刻におけ るBの速さは (1) で, A の速さは (2) である。 toは (3) で、 そのときの速さは (4) である。 また, BがA上を進んだ距離は (5) である。 (岡山大 ) する

問題集17についてです (4)の解答で①を代入してと書いてありますが、①は切断する前の関係なのになんで切断後も使えるんですか？

14 (イ) 糸yの張力はいくらか。 (ウ)Bが板を押している力はいくらか。 16 基 水平な床から 30°傾いた斜面上に 質量mの物体Pがあり, 質量Mの小 物体Qと滑らかな滑車をかいして糸で 結ばれている。 Pと斜面の間の静止摩擦 係数を / 動摩擦係数をとし、重 力加速度をg とする。 2/3 力学 15 (武蔵工大+北海道工大) 0=v+α'tz より 141 17 等速度運動 (等速直線運動) では力のつり合いが成りたつ。 浮力 (1) Aに注目すると T=mg (2) B に注目すると F=Mg+T= (M+m)g ... ① Mg, m P 130° 浮力の公式 F=pVg より V=F_M+m 浮力は周りの流体 の密度で決まる B T pg P (3)Aは初速での投げ上げ運動に入る。 地面の座標は x=-h だから,公式を用いて T A mg (1) PQ が静止しているためのMの範囲をm を用いて表せ。 (2)味からのQの高さをおとしごととして静かに放すと 下がり始めた。Pが滑車に衝突することはないものとする。 (7)Qの加速度の大きさと、Qが床にするときの速さ よ。 か を求め (イ) Q が床に達した後,Pはやがて斜面上で最高点に達して止まった。 Pが動き始めてから止まるまでに移動した距離とかかった時間 を求めよ。 -h=vto+(-9)to gt-2 vto-2h=0 この方法を 3- マスターしたい to >0より to = 1/1 (u+vo+2gh) 9 (4) 糸が切断された後の気球の運動方程式は, 加速度をαとして Ma=F-Mg を代入して a= g えるの 公式③より v₁²-v² = 2 ah .. U₁ = 02+2mgh V M -hmm (富山大 + 横浜国大) 18 (2) 17 質量 M の気球B (内部の気体も含む)が、質量 mの小物体Aを質量の無視できる糸でつるして, 定の速さで上昇している。 重力加速度をg とし 空気の抵抗および物体Aにはたらく浮力は無視でき るものとする。 (1) 右のようになる (Mg, N などの文字は不要)。 N = Mg cos 0 だから 垂直抗力N 空気抵抗力kv B Ma=Mg sin 0-Mg cos 0-kv ...⑰ (3) 等速度運動では力のつり合いが成りたつ。 斜面 方向について Mg sino=μMg cos 0 + kv 動摩擦力 μN A .. v= Mg k (sin0-μ cos0) ... ② 等加速度 重力 3 Mg ではない (1) 糸の張力Tはいくらか。 (2) 気球Bにはたらく浮力Fはいくらか。 また,外部の空気の密度を p とすると,気球の体積Vはいくらか。 物体Aが地面からんの高さになったとき,糸を切断した。 (3) Aが地面に到達するまでに要する時間toはいくらか。 (4) 糸が切断された後, 気球がさらにんだけ上がったときの気球の速 さひはいくらか。 (信州大 ) 別解 等速度では α=0 なので, ①よりを求めてもよい。 (4) t=0では,v=0 なので抵抗力はなく, 加速度を α とすると, ①より Ma = Mg sin 30°μ Mg cos 30° ...3 一方,図2の v-t グラフでは接線の傾きは加速度を表すから ao=3 [m/s] と分かる。 ③より (Mは両辺からカットして) 3= 3-10--10-3 2 2 5√3 15 =2√3 = 0.23 有理化すると 計算しやすい (5)図より終端速度はv=4 [m/s] だから, ② を用いて