問一(2)のローレンツ力の向きがわかりません

16 2019年度 物理 |2| 辺の長さがr(bc の辺)と1(cd の辺)の,導線を曲げて作られた長方形のコイル。 る。図のようにx,y, z座標をとり, y軸方向正の向きに, 磁束密度の大きさ B0- かける。外力を加えて, コイルabcdを図中の破線で示される矢印の向きに、x輪の利。 の角速度ので回転させる。ここで,x 軸は辺 bc の中点を通り,辺bcに垂直であるとれ、 =0においてコイルの面は磁場に垂直で, cd の辺が abの辺よりも上方にある。 電極PとQは、それぞれ, コイルのd側とa側につながっている。導線の電気味、 を流れる電流が作る磁場は無視してよい。 電気素量をe(e>0)とする。以下の問い 2019年度 静岡大-後期 問3 次にスイッチSを3側につなぎ, コイルに電気容量Cのコンデンサーを直列 場合を考える。コンデンサーにはt=0において電荷がないとする。 11 (1) コイルを流れる電流を時刻tの関数として、解答用紙にグラフを描け。電流 下図中の矢印を正の向きとする。また,縦軸(電流)については最大値を明記す [解答欄) 電流 最大値 (配点 35%) 対 問1 初めに、コイルabed に接続されたスイッチSを1の位置にし、コイルには電 0 2元 4元 イ いようにした。問1では, コイルの辺 cd がy> 0 の領域にあるときを考える (1) 時刻:において, コイルの辺 cd の速さを求めよ。また,速度ベクトルと恐。 の のなす角度はいくらか。 1 (2 コイルの辺 cdの導線の中に存在する電子を考える。この電子が時刻において (2) 時刻において,コンデンサーで消費される電力を求めよ。 い ローレンツカの大きさを求めよ。また,この力の向きは次の選択肢のうちどれね。 かの記号で答えよ。 (3) この消費電力の時間平均を求めよ。 選択肢:ア):x軸正の向き,(イ):x軸負の向き,(ウ):y 軸正の向き, C 日:y軸負の向き, (オ): z 軸正の向き,(カ): z 軸負の向き) y B 3 コイルの中には電荷の分布が生じ, (2)のローレンツカとつりあう電場かハッ の電場によって生じるコイル全体での誘導起電力の大きさVを 回転方向 b V=V,|sin(wt + φ)| P と表すとき、V。とφを求めよ。 問3 (1) における電流の向き a また、電位が最も高い点は次の選択肢のうちどの点か。(ア)から(エ)の記号で蓄える X R 機 選択肢:):a, (イ): b, (ウ) : c, (エ): d} 0 -1 C O スイッチ S 1 以下の問では、コイルの辺 cd の位置はy>0 の領域には限らないとする。また。h 答えても良い(ただし、φは用いないこと)。 るい 問2 次にスイッチSを2側につなぎ、コイルに抵抗値Rの抵抗を直刃 る。 (1) 時刻tにおいて, 抵抗で消費される電力を求めよ。 (2 この消費電力の時間平均を求めよ。

マーカーのところがわかりません、どなたか教えてください🙇

7-2 遅延ポテンシャル これから,(7.7)の右辺の計算をする. その際, 第2項の処理には,深い物 理的洞察を必要とする.まず, その議論を紹介しよう。 電荷や電流は図7-1 に斜線で示した部分に分布しているとする. (7.7)の 右辺の積分領域として, 電荷や電流が分布している領域を内部に含む十分大 きな球を考え,その中心が電磁場を観測する点rであるとする.さらに, R=r-r' によって相対座標 Rを定義する.rが球面上の点の位置ベクトルであると

画像の図を比較して磁束の向きが逆なのは何故ですか？ 電流の向きは同じだと思ったのですが

(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。

Fの符号ってどう考えるんですか？

I 誘導起電力に関する以下の問1~問3に答えよ。 問1 図1のように, z軸に平行な長さ LIm]の導線が, y軸の正の向き(紙面を表 問2 につ 線い から裏に貫く向き)に加えられた一様な磁束密度B(T]の磁場の中を、 の正の向きに一定速度»[m/s)で運動している。導線内部の電子(電気量 -e[C))にはたらくローレンツカと, 導線に生じる誘導起電力について考え 2車 x軸 り 車 る。以下の設問に答えよ。 (M FWM へ導線内に静止している電子(電気量 - e)は導線の運動によって2軸方向に ローレンツカを受ける。このローレンツカF[N]を, z軸の正の向きを正と 式して示せ。 の小ら4小ケす 2)導線中の電子がローレンツカを受けて移動すると導線内部の電荷分布に偏 こりが生じ, 導線内部に電場 E(V/m]が生じる。 電子はこの電場から力を受 小 け,2つの力がつり合ったところで電子の移動が止まる。カのつり合いの式 を, ローレンツカF, 電場Eを用いて示せ。ただし,F、 Eはz軸の正の向 きを正とする。 の J出飛へ (3) 導線の両端間に生じる起電カをFを用いて表せ。ただし,z軸の正側の電 位を高くする場合の起電力を正とする。 面突ケh日お 小 100

(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。

どのように(5.29)を求めてるんでしょうか？

という解をさがしてみよう Vd。 とることを意味する演算子である.微分演算子は, 演算子 Re と交換するか ら,(5.17)を(4.23) と(4.16) に代入すると E(r,t) =D Re{ioA(r) exp(-iot)} B(r,t)=D Re {rot A(r) exp(-iot)} (5.18) が導かれる。

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？