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Physics Senior High

この問題って反時計回りに回ると上向きの磁場が増えるので、下向きの磁場を作り出そうとしないのですか?

用いて表せ。 た。 位置エネルギー E, を、それぞれ計算し、両者が等しくなることを示せ。 [21 新潟大] しているジュール熱P, と, コイルが単位時間当たりに失 130. 〈回転する導体棒に生じる誘導起電力〉 次の文中の空欄 ア~オに当てはまる式を書け。 また, 空欄 ac には当ては まる向きを図1の①~⑥の矢印の中から選べ。 図2には適切なグラフの概形をかけ。 図1のように、 鉛直上向きの磁束密度の大きさ B[T〕 の一様な磁場中に, 導線でできた点を中心とする半径 am〕 の円形コイルが水平に置かれている。 円形コイル の上には長さαの細い導体棒の一端Pがのせられ,導体 棒の他端は,点の位置で,磁場に平行な回転軸に取り つけられている。 導体棒 OP は点Oを中心として,端P が常に円形コイルと接触しながら, 水平面内でなめらか に回転することができ, そのときの導体棒と円形コイル の間の摩擦はないものとする。 回転軸も導体であり,回 転軸と円形コイルの間に抵抗値 R [Ω] の抵抗Rとスイ ッチSを接続している。 BL 0 ⑥ 円形のコイル 電場の強さ 回転軸 B 抵抗 R 図 1 スイッチS (N/C) 0 a 点 0からの距離(m) 図2 スイッチSを開いて,導体棒を点を中心として鉛直 上方から見て反時計回りに,一定の角速度 rad/s] で 回転させる。このとき導体棒OPの中点Qに位置する 導体棒中の電気量 -e [C] の電子が磁場から受ける力の 大きさは ア 〔N〕 で,その向きは図1の矢印 の向きである。この力は,導体棒中に生じる電場から電子が受ける力とつりあう。導体棒中 に生じる電場の強さは点0からの距離によって異なる。図 2 に OP 間の各点における電場 の強さのグラフを、横軸に点0からの距離をとり,縦軸を適切に定めてかけ。 a 次に,スイッチSを閉じて, 導体棒を点を中心として鉛直上方から見て反時計回りに、 一定の角速度で回転させる。 導体棒が磁場を横切ることにより OP 間に起電力が生じる。 この起電力の大きさはイ 〔V〕 で, 導体棒を流れる電流の向きは図1の矢印b の向 きである。このとき, 抵抗Rで消費される電力はウ 〔W〕 である。 導体棒に電流が流れ ることにより導体棒全体が磁場から受ける力は,大きさが エ [N] で、図1の矢印 [ [c の向きである。 磁場から受けるこの力のすべてが導体棒の中点Qにはたらくと考え ると,導体棒を一定の角速度で回転させるために必要な仕事率はオ 〔W〕 である。 C 〔15 同志社大〕 (図)

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(2)②の解き方教えてください 答えは580gです

(2) 明さんは, 動滑車のはたらきを調べるため、 次の実験を行った。 ただし, 100gの物体に はたらく重力の大きさを1Nとし,糸の質量, 糸と滑車の間にはたらく摩擦、糸の伸び縮み は考えないものとする。 【実験】 図 2, 図3の装置のように質量40gの 図2 定滑車や動滑車を使って, 質量500gのおも りを床から10cmの高さまで持ち上げるのに必 要な力の大きさと糸を引いた距離を調べ, 結 果を表にまとめた。 表 図2 図3 力の大きさ [N] 5.0 2.7 糸を引いた距離 [cm] 10 20 図3 一定滑車 ばねばかり 動滑車 一糸 ーおもり 10cm 定滑車 10cm 床 定滑車 ワイヤー 一動滑車 レフック 図5 仕事の大きさを表す単位を何というか, 記号で書きなさい。 (2) 図3でおもりを持ち上げるのに3秒かかった。 このときの仕事 率は何Wか, 求めなさい。 求める過程も書きなさい。 図4のように, クレーンのフックをワイヤーで巻き上げて動か す部分には, 複数の動滑車が使われている。 そこで, 明さんは実 験で使ったものと同じ定滑車と動滑車で図5のような装置を作り おもりを床から10cmの高さまで持ち上げた。 持ち上げるのに必要 な力が1.7 Nのとき, おもりの質量は何gか, 求めなさい。 ただ し、動滑車2つと動滑車をつなぐ板の質量の合計は100gとし, 動滑車をつなぐ板は水平に動くものとする。 図4 巻き上 げ機へ 定滑車 動滑車を つなぐ板 動滑車 ④ 実験の結果をもとに, 明さんがまとめた次の考えが正しくなる おもり 10cm ように, X, Yにあてはまる語句をそれぞれ書きなさい。

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この滑車の⑶問題おしえてください。 動滑車があるから力は2分の1 倍  距離は2倍 になるとおもって16センチのところでグラフが変わらなくなると思いました。 なぜ答えが下の図になるのか教えて欲しいです

次の (1) から (4) までの問いに答えなさい。 (1) [実験1] の②の途中で, ばねばかりを16.0cm真上に引いたとき、床からのおもりの高さは 何cmか, 小数第1位まで求めなさい。 (2)〔実験1]の②の途中で, おもりが床から離れた直後から, 12.0cmの高さになるまで, おもり を引き上げた仕事は何か, 小数第1位まで求めなさい。 (3) 実験2〕の②で、 ばねばかりを0cmから 24.0cmまで引いたとき、 ばねばかりを引いた距離と ばねばかりの示す力の大 きさの関係はどのように なるか。 横軸にばねばか りを引いた距離 [cm] を. 縦軸に力の大きさ 〔N〕 をとり その関係を表す グラフを解答欄の図6に 書きなさい。 図6 15.0 力の大きさ 10.0 5.0 〔N〕 0 4.0 8.0 12.0 16.0 20.0 24.0 ばねばかりを引いた距離 [cm] (4) 〔実験3] の② で, ばねばかりを0cmから24.0cmまで引いたとき。 ばねばかりを引いた距離と 床からのおもりの高さの関係はどのようになるか。 横軸にばねばかりを引いた距離 [cm] を, 縦 軸に床からのおもりの高さ [cm] をとり、 その関係をグラフに表したものとして最も適当なもの を, 次のアからカまでの中から選んで, そのかな符号を書きなさい。 ア 16.0 [cm] 0 エ 4.0 8.0 ばねばかりを 引いた距離 [cm] イ 20.0 22.0 [cm] [cm] 0 24.0 4.0 24.0 0' 2.0 24.0 ばねばかりを ばねばかりを 引いた距離 [cm] 引いた距離 [cm] オ カ 5.0 [cm] (cm) 0 0 8.0 24.0 4.0 ばねばかりを 引いた距離 [cm] ばねばかりを 引いた距離 [cm] 5.5 [cm] 24.0 0 2.0 ばねばかりを 引いた距離 [cm] 24.0

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この滑車の問題おしえてください。 動滑車があるから力は2分の1 倍  距離は2倍 になるとおもって16センチのところでグラフが変わらなくなると思いました。 なぜ答えが下の図になるのか教えて欲しいです

4 おもりを持ち上げたときの滑車のはたらきについて調べるため、 次の 〔実験1] から [実験3] までを行った。 ただし、ばねばかり 滑車及び糸の質量は無視できるものとし, 滑車に摩擦力ははたらかないも のとする。 [実験 1] ① 図1のように,スタンドに定規を固定し, ばねばかりに糸のついたおもりを取り付けた。 ② 糸にたるみがなく, ばねばかりの示す力の 大きさがONとなる位置から, ゆっくりと一 定の速さでばねばかりを24.0cm真上に引いた。 このとき, ばねばかりを引いた距離とばねば かりの示す力の大きさとの関係を調べた。 図 1 ばねばかり |定規 糸 スタンド 床 おもり おもりの 高さ 図2は, [実験1] の②の 結果について, 横軸にばね ばかりを引いた距離 [cm] 図215.0 を縦軸にばねばかりの示 す力の大きさ [N] をとり、 その関係をグラフに表した ものである。 力の大きさ 10.0 さ5.0 [N] [実験2] [実験3] 0 4.0 8.0 12.0 16.0 ばねばかりを引いた距離 [cm] ① スタンド, 定規、動滑車, 定滑車,糸, ばねばかりと 〔実験1] で用いたおもりを 用いて, 図3のような装置をつくった。 ② 糸にたるみがなく, ばねばかりの示すカ の大きさがONとなる位置から, ゆっくり と一定の速さでばねばかりを24.0cm水平に 引いた。 このとき, ばねばかりを引いた距 離とばねばかりの示す力の大きさとの関係 を調べた。 ① 図4のように,2つの動滑車を棒で固定 し, 棒にフックを取り付けた。 なお,棒と フックの質量は無視できるものとする。 ② スタンド, 定規, 定滑車, 糸, ばねばか り、図4の動滑車, 〔実験1]で用いたおも りを用いて, 図5のような装置をつくった。 ③ 糸にたるみがなく, ばねばかりの示すカ の大きさがONとなる位置から, ゆっくり と一定の速さでばねばかりを24.0cm水平に 引いた。このとき, ばねばかりを引いた距離 と床からのおもりの高さとの関係を調べた。 なお、2つの動滑車を固定した棒は常に 水平を保ちながら動くものとする。 20.0 24.0 図3 スタンド 定規 p ばねばかり 定滑車 糸 動滑車 ーおもり 床 図4 動滑車 フック 図5 スタンド 定規 定規 ばねばかり 定滑車 糸 動滑車 おもりの おもり 高さ ・床

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(ロ)と(ハ)についてなんですけど、 (ロ)の熱力学第1法則の右辺の2RΔTの「2」って何を表しているのですか? (ハ)では15RnΔTだけではだめで、なぜ3/2×2RnΔTと15RnΔTのふたつが必要なのかがわかりません

4. 以下の設問の解答を所定の解答欄に記入せよ。 解答中に分数が現れる場合は既約 分数で答えよ。 なお, 導出過程は示さなくてよい。 熱を通さない断熱材でできた内側の断面積Sのシリンダー容器 (以後、容器と 呼ぶ) がある。 気体定数を R, 重力加速度の大きさをgとする。 (日) (A) 図1のように容器を鉛直方向に固定し,熱を通す透熱材(熱をよく通す素材) でできた熱容量の無視できる質量 Mのピストンを容器内側の中央に設置して, Mのピストンを容器内側の中央に設置して、 ピストンの上側と下側にそれぞれ1 molずつ (合わせて2mol) の単原子分子の 理想気体を入れた。 ピストンで密封された上側と下側の理想気体の圧力、 体積 . 温度はともに等しく,その圧力をP体積をVo温度をTする。この状態 を状態1とする。 平常 左 次に状態で容器の中央に設置されていたピストンの固定を外すと、ピストン は鉛直下方にゆっくりと距離αだけ移動して静止した (図2)。 この過程におい て、ピストンで仕切られた理想気体は常に平衡状態に達しており、 ピストン上側 の理想気体の圧力はP 体積はV1で,ピストン下側の理想気体の圧力はP2 積はVであった。 この状態を状態2とする。 なお、ピストンと容器の間に摩擦 であった。 力はなく、ピストンは鉛直方向になめらかに動くことができる。 また、ピストン と容器のあいだに隙間はなく,ピストンで仕切られた理想気体は反対側に漏れ出 ることはないものとする。 平

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