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Physics Senior High

物理 (2)(ウ)についてです。 なぜ電場からの静電気力はーeEではなくeEなのでしょうか。

6 オームの法則と抵抗率■ 次の文中の せよ。 断面積 S[m²],長さl [m] の金属導体中の自由電子の運動モデルより,導体の電気抵 抗について考えよう。 電子が金属中を一定の速さ [m/s] で動き,電流I [A] が流れているとする。この 金属の単位体積中の自由電子の数をn [1/m²〕,電子の電気量を -e [C]として、電 流I[A] を表すと, I ア となる。 イ〔V/m]の電場が生じる。 (2)金属の両端に電圧 V [V]を加えると,金属導体内部にレイ [V/m] の電場が生じる。 金属内の自由電子はこの電場から力を受けながら移動するが, 熱振動している金属 の陽イオンと衝突してその運動を妨げられる。 つまり, 陽イオンは電子の流れに 抗力を及ぼす。この抵抗力の大きさは電子の流れの速さに比例すると仮定し、 [N] で表す (k は比例定数)。 電子は電場から受ける力と抵抗力がつりあって等速 線運動しているとすると,vであり、(ア),(ウ)よりI=土が得られる。 (3)(2)で得られた電流I[A]と電圧 V [V]の関係式より,金属の電気抵抗 R [Ω] および 抵抗率p[Ω・m] は,それぞれ R=オおよびρ=カで表される。 は,それぞれR=オ (4) 金属の温度 T [°C] における抵抗率 [m] は, 0℃における抵抗率を po [Ω・m]. 温度係数をα[1/K] とすると,=ox(キで表される。 考察した金属導体に電圧 V [V] を加えて電流I [A] が流れるとき, t[s] 間 に発生するジュール熱はク [J] で与えられる。 これは, 自由電子の運動モデル より説明できる。すなわち, 導体中の1個の自由電子には負極側から正極側へ静電 気力 がはたらき, t[s]間でその力の向きにコ [m]だけ移動するの [N] で,この電子は(ケ)×(コ)の大きさの仕事をされる。 導体中の自由電子の総数は サだから,ジュール熱 Q [J] は全自由電子がされる仕事の大きさとして Q=(ケ)×(コ)×(サ)となり, t[s] 間に発生するジュール熱ク [J]に等しい。

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Science Junior High

ここの(2)のア、イ、ウを求める式がわからないので、教えていただけたら幸いです よろしくお願いします🙇‍♀️

だめし 6 思考力UP りんさんは、送電線のしくみを調べて、次のようなメモをとった。 (1) りんさんは、 右のメモに関 連して、 導線の太さと電気 抵抗の関係を調べたくなっ た。 そこで、 A~Dの電熱 線を用いて右図のような回 路をつくり、実験を行った。 次の①、②に答えなさい。 <電熱線〉 電熱線 A: 直径 0.1 mm で長さ10cmのニクロム線 B: 直径 0.2 mm で長さ5cmのニクロム線 C: 直径 0.2mmで長さ10cmのニクロム線 D: 直径 0.2mmで長さ5cmの鉄クロム線 「送電線のしくみについて』 とど 発電所でつくり出された電流は、送電線を通って家ま で届く。 導線の電気抵抗が大きいほど、熱として失わ れる電気エネルギーが多くなるので、 電気抵抗が小さ い金属を使うなどのくふうをしている。 同じ電力を送る場合、電圧が大きいほど送電線の電気 抵抗による損失は少ない。そのため、約15万~50 万Vの大きな電圧で発電所から送電している。 発電所 送電線 変電所 いっぱん家庭など ①実験の目的を達成するには、A~Dのどの2本を使用して実験を行えばよいか。記号で答えなさい。 ②この実験では回路に入れる電熱線をかえるが、そろえなければいけない条件は何か。 (2) 思考の深化 りんさんは右上のメモの下線部について、先生に質問した。先生は、下図のような発電所から家庭までの 回路の図をかいて説明した。 次の会話のア~ウに入る値と、 I ■ にあてはまる文を答えなさい。 先生:発電所の電圧を 100 V 、 流れる電流を1Aとすると、 発電所が送る電力は 100 W です。 電圧を1000 Vにして、同じ電力を送ると、 流れる電流は何 A になりますか。 発電所 送電線の電気抵抗 疑問 りん: ア A になります。 この電流が送電線に流れるのですね。 先生:そうです。 送電線の電気抵抗を50Ωとします。 発電所の電圧が100V のとき、 送電線に加わる電圧は、 50 Ω ×1 A = 50V で、 送電線で消費する電力は、 50V × 1 A = 50W です。 これは熱になって失われます。 では、発電所の電圧が1000Vだとしたらどうなりますか。 送電線に加わる電圧はイ V ですから、 送電線で消費する電力はウ W です。 あっ、わかった。 同じ 電力を送る場合、 送電する電圧が大きいほど、 |のですね。 I 100÷50=200円

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Physics Senior High

物理の電磁気、交流回路についての質問です。 (4)、(6)についてです。 僕は(2)で求めた電流についてのtの関数を積分してQ=CVに代入、同じく微分してV=L*(di/dt)に代入してそれぞれコンデンサーとコイルにかかる電圧をtの関数で表してからその関数の最大値を√2で割... Read More

100 /10 10 7 100 (センター試験) 130 図1のように,抵抗値 R の抵抗,電気容量 C のコンデンサーおよ び自己インダクタンスLのコイルを直列に接続し, 交流電源につない だ回路がある。 オシロスコープで抵抗の両端の電圧を観測したところ, 図2のような周期T, 最大値 V の正弦曲線であった。 オシロ 電圧 スコープ Vo--- T m 2 T 抵抗 コイル 0 コンデンサー f t 時刻 - Vol 図2 図 1 (1) 交流の角周波数を求めよ。 以下, (5) 以外はTの代わりに を用いて答えよ。 (2) (3) この直列回路での消費電力 (平均電力) を求めよ。 また実効値を求めよ。 抵抗に流れる電流を時刻tの関数として表せ。 (4) コンデンサーにかかる電圧の実効値を求めよ。 また, 電圧 vc を時 刻tの関数として表せ。 (5)図2で,コンデンサーにかかる電圧が0になる時刻を Ost ST の範囲で求めよ。 (6)コイルにかかる電圧の実効値を求めよ。 また,電圧 v を時刻tの 関数として表せ。 \(7) 電源電圧の最大値 V, を求めよ。 また, ab間の電圧の最大値を 求めよ。 + (富山大 上智大 )

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