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Physics Senior High

(4)についてです。 (4)でスイッチを開いた瞬間はコイルの電磁誘導によって電流が流れ続けるというのはわかるのですが、コンデンサーに蓄えられていた電荷はどうなるのですか。 (5)の解説にはコンデンサーの下側がプラスになっているのですが、スイッチが閉じている際に溜まった電荷で... Read More

138.〈電気振動と電磁波の発生〉 図のように,起電力 E[V](E>0) の電池, 抵抗 値R[Q]の抵抗,電気容量 C[F] のコンデンサー, インダクタンスL[H] のコイルからなる回路が ある。コンデンサーには,電圧計が図に示した極 性でつながれている。また, 2つの電流計が接続 されており,それぞれの電流値I[A] と Ia[A] は、 図の矢印の向きを正とする。初め,スイッチSは 開いており,コンデンサーは帯電していない。ま たムとIaはともに0であった。電圧計を流れ る電流は無視できる。また,配線に用いた導線の抵抗, コイルの直流抵抗,および電池と電 流計の内部抵抗は無視できる。次の問いに答えよ。ただし, (10)以外では電磁波の発生は無視 I E R する。 まず最初に,スイッチSを閉じた。 (1) その瞬間のIと Izの値を, L, C, R, Eのうちの必要なものを用いて, それぞれ表せ。 スイッチSを閉じてからしばらくすると, ILとIaは一定値になった。 (2) この状態における Lと Izの値を,L, C, R, Eのうちの必要なものを用いて, それぞれ 表せ。 (3) この状態において, コイルに蓄えられているエネルギーと, コンデンサーに蓄えられてい るエネルギーを, L, C, R, E のうちの必要なものを用いて, それぞれ表せ。 次に,スイッチSを開いたところ, 回路に電気振動が生じた。 (4) スイッチSを開いた瞬間のI,と I,の値を, L, C, R, Eのうちの必要なものを用いて、 それぞれ表せ。 (5) 電気振動の周期T[s] を求めよ。 6) スイッチSを開いた瞬間の時刻を0として, 電流値I」を時刻t[s] の関数として求めよ。 ただし、電流の最大値をI。[A] とし, 答えはI。とTを含んだ式で表せ。また、 Iムとtの関 係をグラフにかけ。なお, 縦軸には電流の最大値I。を示せ。 リコイルに蓄えられているエネルギー U「J] を時刻 tの関数として求めよ。答えは Ioと Tを含んだ式で表せ。 お,縦軸にはエネルギーの最大値ひU。【J] を示せ。

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Mathematics Senior High

(2)について質問なのなのですが、なぜ双曲線の左半分は書かずに右半分だけ書くのですか?

111 面積(VI) F(t)=e*+e-, g(t)=e*-e-* (-8<t<) とする. 71) f(t)の最小値を求めよ。 (2) {f(t)}?-{g(t)}?の値を求めよ。 て A る。このときCの概形を図示せよ。 (4)t=-1, t=1 に対応するC上の点をそれぞれA, Bとする,漁a AB と曲線Cによって囲まれる図形の面積Sを求めよ。 面積に関する最後の問題です。かなり難しいかもしれませんが、誕 精講 導に従ってチャレンジしましょう. (1) 微分してもよいのですが, 「e'>0, e"*>0」 に着目すれば…。 (3)(2)から曲線Cは双曲線(3)であることがわかり, (1)から, 双曲線のどの 部分が適するかがわかります。 (4) 媒介変数で表された関数について, その関数のグラフとェ軸とで囲まれた 部分の面積は ||ylda で表せます。 解答 (1) e'>0, e-*>0 だから, 相加平均之相乗平均より f(t)=e'+e"'22\e".e-t=2 (等号は,t=0 のとき成立) ゆえに f(t)22 となり, 最小値2 注「f(t)22」から, すぐに「f(t) の最小値は2」といってはいけませ ん.「f(t)22」は「f(t)>2 または f(t)=2」 という意味ですから, f(t)=2 になるtの存在(ここでは t=0) を述べなければなりません。 ただし,微分して増減表をかいた人には, この作業は不要です。 「相加平均之相乗平均」を使えば,早く答えにたどり着くかわりに, 論理的なワナにかかる可能性があるということです。 (2){f(t)}?-{g(t)}?=(e*+e-*)?-(e*ーe-')? 下の注 =(e*+2+e-2)-(et-2+e-2")=4 (別解)(f(t)}?-{g(t)}?={f(t)+g(t)}{F(t)-g(t)}=2e".?6=

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