ホイートストンブリッジです。（2）まではいいのですが（3）がどうしてもわからないです。 なぜ電流計が0だと（1）と電圧が同じになるんですか？ あとの計算でV1=80×10^-2 としてますが、これは（1）と流れる電流が同じということですよね？したら（1）のようにキルヒホッフ... Read More

必修 11. 電流と磁場, 荷電粒子の運動 基礎問 電流と磁場 Ⅰ. 図1のように,長い導線を水平に南北方向に張り,そ の真下の距離 10 [cm] のところに小さな磁針を置いて、 導線に電流を流した。このとき,磁針のN極は西に 45° 振れて静止したことから,この場所での地球の磁場の強 さの水平成分は 25 〔A/m〕 であることがわかった。 (1) 導線にはどの向きに電流を流したか。 (2) 流した電流は何 〔A〕 だったか。 (3g) 次に導線を取り除き、かわりにコイルの頭を南北方向と垂直になるよ うに1巻きの円形コイルを置き、その中心の磁場が0となるようにした い。 円形コイルの半径を20〔cm〕 とすると, コイルに流すべき電流の強 79 さは何 〔A〕か。 ⅡI. 図2のように、紙面に垂直な導線P, Qに同じ強さIの 直線電流が流れている。Pの電流は紙面の裏から表に向か う向きに,Qの電流はPと逆向きに流れている。導線P. Qからの距離がともに4の紙面上の点Xに生じる磁場の (福岡大改・愛媛大) 強さを求め、その向きを図示せよ。 I H=- (r: 電流からの距離) 2πr () 円形電流の中心の場合 北 H=- ( r円の半径) 2r 45 C 15+0=3 P 0 10cm 図1 XA a. 3. ●地磁気 地球は北極をS極,南極をN極 精講 とする大きな一つの磁石であり,地表には 地球による北向きの磁場が存在する。 これを地磁気という。 【参考】 磁気量 (磁極の強さ) をmとすると, 強さHの磁場 から磁極が受ける力の大きさFは,F=mH である。 ●電流がつくる磁場 電流がつくる磁場の強さは電流の強さに比例するが, そ の強さを与える式は電流の形状によって異なる。 電流Iがつくる磁場の強さを Hとすると 電流ⅠⅡ (i) 直線電流 ( 十分に長い) の場合 a 図2 H 磁場 (A) SLO TA a 1 Gir Q ルの内部の場合 ソレノイドコイ H=nl (n: 1 〔m〕 あたりの巻数) ●右ねじの法則 右ねじの進む向き ●京靴の向きにとると、右ねじを回す 向きが磁力線の向きを表す。この 磁力 磁力線の向きの接線方向が磁場の間 である。 磁場 クトル和である。 ●磁場の合成 複数の電流による磁場は、各電流がその場所につくる磁場のベ I. (1) 磁針の向きより, 合成磁場の向きは北向 真上から見た図 きから西へ45° 振れているので、 導線の電流が 45 つくる磁場は西向きである。 よって, 導線を流れる電流の向き は、右ねじの法則より, 北向きである。 (2) (1)より、導線の電流がつくる磁場の強さをH [A/m] とす ると, H=25 [A/m〕 である。 電流の強さをI〔A〕 とすると, I 2×0.10 よって,I=5=5×3.14≒16 [A] (3) 円形コイルの中心の磁場が、 地磁気と逆向きで、同じ大き H= -=25 さであればよい。 コイルに流す電流の強さをI' 〔A〕 とすると, I' VI I 2ла 磁場H I. (1) 北向き Ⅱ. 磁場の強さ: -25 よって, I'=10 [A] 2×0.20 TARS KAME I. 導線P, Q の電流がそれぞれ点Xにつくる磁場の強さを H, HQ とすると, I 2лα H Hp=Ho= 導線 P, Q の電流がつくる磁場の向きは右図となる。 磁場の強さが等しく, なす角が120° であることより,合成磁場 の向きは右図の太い矢印の向きである。 また, 合成磁場の強さ Hx は , Hp (または HQ) と正三角形をつくることより, (2) 16 〔A〕 I 向き 2ла' Hx=Hp= 【参考】 成分で求めると, Hx=Hpcos60°×2=He となる。 北 R÷Á÷AN….... (3) 10 (A) a の図 磁力線 .25 [A/m) 電流 磁場 H₂O H60060° Far-102043: H₂ 図 a Q 第4章 電気と磁気 流と磁場, 荷電粒子の運動 177

この問題がわかりません！ 解き方を教えてほしいです。 2枚目が答えです！

30 3 ホール効果 図のように、直方体の試料を水平に置き,鉛直下向き に磁束密度B[T]の一様な磁場を加え,I[A] の電流を 図の向きに流したところ, XY 間に V[V]の電圧が生 じた。電気素量をe [C] とする。 (1) XがY よりも高電位であった。 この試料内を流 れる電流の担い手は正か負のどちらか。 (2) 試料内を進むキャリア (電流の担い手) は, 磁場と XY間に生じた電場の両方から力を受ける。この X. とき,試料内を直進するキャリアの速さv[m/s] を求めよ。 (3) 単位体積当たりのキャリアの数 n [1/m²] を求めよ。 B

この問題がわかりません 解き方を教えてほしいです！ この答えは2枚目の写真です。

2 電流が磁場から受ける力 図のように,真空中にある直交座標軸のz軸上に無限 に長い導線があり,軸の正の向きに電流 I [A]が流 れている。 また, y 座標面に1辺の長さ 1 [m]の正方 形のコイル ABCD があり, 図の向きに電流 I [A]が流 れている。ABCD の辺CDはy軸上にあり,辺 AD と 軸との距離は [m] である。 I がコイル ABCD の全 体に及ぼす力の大きさ F[N]と向きを求めよ。 ただし, 真空の透磁率 μo [N/A2], 円周率をπとする。 20 Z A. D I2 C y

地表からの高さとはどこからの高さなのですか？ 半径Rで円運動してると思ってしまいました

205 だ円軌道上の運動 地球の半径をR, 地球上 での重力加速度の大きさをgとする。 いま, 地表からの 高さ尺のところを円軌道を描いて回る質量mの人工衛 星があるとする。 (1) 人工衛星の速さを求めよ。 (2) 人工衛星の周期 To を求めよ。 軌道上の点Aで人工衛星を加速し, 速さを ひ にした +2R 6R- ところ, 図の点Aが近地点, 点Bが遠地点となるだ円軌道に移り, OB=6R, 点B での速 さは2となった。 (3) 点Aおよび点Bについて力学的エネルギー保存則を表す式を立てよ。 (4) v2 を v1 で表せ。 (5) 01 およびv2 を求めよ。 (6)このだ円軌道を回る人工衛星の周期T を求めよ。 I - I I RUS B <->208

物理です。 （1）です。 これはなぜスレスレでの運動なのに万有引力が向心力になってるんですか？

基本例題 40 人工衛星の運動 地球の表面すれすれの円軌道を,一定の速さで運動する人 工衛星がある。地球の質量をM, 地球の半径を R,万有引力 定数をGとする。 人工衛星の速さ”と周期Tを求めよ。 (2) 地表からの高さが尺の円軌道の場合,人工衛星の速さと 周期は(1)の何倍になるか。 解答 (1) 人工衛星の質量をmとする。運動 v² 方程式 「m=F」 より r 曜針 (1) 万有引力 「F=Gmn2」 が向心力となり, 人工衛星は半径Rの等速円運動をする。 [F=G² .2 M を2R に置きかえると 速さv= m R = Mm R2 G- ひ= GM R R 周期 T= = 2πR√√ GM V 2πR ひ (2) 地表からの高さが尺のとき、円軌道 の半径は 2R である。 (1) の結果のR GM 2R >>194,195 √2 よって 倍 2 R 2R 周期T'=2π･2R√ GM よって 2√2倍 √2 1 = = -√2/20 = √ 2 V 1月 =2√2T

教えてください！

(2) 右の図のように,底面の直径と高さが等しい円柱の中に,直径が円柱五 の高さと等しい球が入っている。 このとき、球の体積は円柱の体積の 何倍か。 〈奈良〉 176 TO SO YO 3)

ボード線図の位相特性についての質問です。 ボード線図の書き方がよく分かりません。 問2の回路におけるボード線図を各問題なのですがφ(ω)のところからarctanのを3つ足し引きした式が出てくるた思います。 この式からボード線図を描く場合、-180°を基準に考え、ω＝ωc1の... Read More

(問2)図2の回路のボード線図を折線近似で描け.つまり電圧利得の周波数特性|G(jω) を、周波数を対数 目盛にして書き、その下に位相特性Φ(ω)を描く.ただし電圧利得|G(jω)|は20log10|Ay|= 20log1o あり、 位相 (③) は伝達関数G(jω ) の実部 Re と虚部Imから (①) = tan-1 である, ここで、 1 1 2m (R1+R2)Cc 2πRLCL として、二つの周波数は3桁離れていることとする. Cc R₁ Im Im Re. << 図 2 infomanspan for R2 Vi ④gmvi ≧RL CL で

ローレンツ力の問題についてなのですが、フレミングの左手の法則をどのように利用すれば良いのかわからないです。

基本例題 58 ローレンツカ 真空中で図の正方形 abcd の内部を磁場が紙面に対して垂直 に貫いている。いま, 質量 m[kg〕,電気量e [C] の陽子が, a から 〔m〕 離れた図の位置から ad に垂直, かつ磁場に垂直に 速さ [m/s]で入射し, aとbとの間から abに対して垂直に 磁場の外へ飛び出した。 磁場は abcdの内部のみにあり, 一様 であるとする。また,陽子は紙面内を運動するものとし,重力の影響は無視する。 (1) この磁場の向きと磁束密度の大きさを求めよ。 (2) 陽子が磁場内に入射してから磁場の外に飛び出すまでの時間を求めよ。 解答 (1) ad に垂直に入射した陽子が, ab に 垂直に磁場を抜け出たことから, 陽 子は点aを中心とする半径r[m〕 の円軌道を運動し, ローレンツ力は 軌道の中心点aを向いていたことが わかる。フレミングの左手の法則よ り 磁場の向きは紙面の表から裏の 向きである。 磁束密度をB[T〕 とす ると,等速円運動の運動方程式より POINT 指針磁場に垂直に入射した荷電粒子は、磁場から運動方向に垂直なローレンツ力fを受け,こ の力を向心力として等速円運動をする。磁場の向きは,正電荷の運動の向きを電流の向き として, フレミングの左手の法則で考える。 2² m = evB r mo よって B= (T) er (2) 磁場内の円弧は円の4 180 向心力=ローレンツカ V 2πr 4 磁場内における荷電粒子の運動 a m- n² =qvB d 分の1だから, 飛び出 すまでの時間を t〔s] とすると vt== a Tr よってt=- [s] 2v b

電流と磁場のもんだいなのですが、（7）フレミングの左手の法則をどう利用したら良いのかわからないです。

とする。 7. 荷電粒子 (電気量の大きさg) が磁束密度Bの磁場 (紙面の裏から表 向き)内で、速さv等速円運動している(右図)。 粒子が磁場から 受けている力の大きさを求めよ。 また, この粒子の電荷は,正か 負か｡ 基礎 CHECK の解答 1. 直線電流がつくる磁場の式 「H=- より 2.0 2×3.14×0.10 H= ≒ 3.2A/m. 2. 円形電流がつくる磁場の式 ｢H=- 0.80 2×0.20 H=- =2.0A/m 3.1m当たりの巻数 n= I 2πr 200 0.10 I 12/17」より 2r =2.0×10°/m ソレノイドを流れる電流がつくる磁場の 式 「H=nI」 より V 4. フレミングの左手の法則を適用する。 導 線が受ける力の向きは右向き。 5. 電流が磁場から受ける力の式「F=IBU」よ り F=2.0×(5.0×10-)×0.10 =1.0×10-3N 6. 平行電流が及ぼしあう力の式 「F=WIL」より 2πr F=(4m×10-7)×2×4 -x1 2×0.2 =8x10 N 7. ローレンツ力の式より f=qvB フレミングの左手の法則より, 粒子は正電 荷であることがわかる。

次の問題に対する解説いただければ幸いです。答えは４番です。dは点Pの左側にあるのは分かりますけれど（つまりd＜０）、この問題の計算方法ははっきりしません。親切な説明お願いします。ありがとうございます！

D 次の図のようにじゅうぶんに長い2本の直線導線が紙面内のx軸上の点A(x=-α) と点B(x = a) を紙面に垂直に通っている (a>0) Aを通る導線に紙面の裏から 表に向かう向きに大きさIの電流を流し, B を通る導線に紙面の裏から表に向かう向 きに大きさ21の電流を流したところ、軸上のæ=dの位置で磁場の大きさが0に なった。 問4 ① - 3 ⑤ -a 1/3 2-2 はいくらか。 正しい値を、次の①~⑧の中から一つ選びなさい。 (6) O 1 2 (3) You B ⑦ 2 a 21 4 83 1 3 16