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Science Junior High

磁界のイメージの仕方がよくわからないです。 ちなみに答えはイです。

図1 24 翔太さんたちは、 図1に示した装置を用いて電流が磁界から 受ける力を調べる実験を行う前に、どのような実験結果になるのか を,図2を用いて話し合った。図2は、話し合いのために翔太さん がかいたもので,点Pはコイルで囲まれた空間の中央を示しており、 点Pの東側には磁針を置いている。 次に示した会話は, このときの 会話の一部である。 会話中の①~③にあてはまる語句の組み合わせ として最も適当なものを, あとのア~タから1つ選びなさい。 〈広島改〉 翔太 : まずは図2を使って, コイルに流した電流がつくる磁界について考えてみ よう コイル N 時間 電源装置 抵抗器 棒磁石 電流計 図2 極へ 真紀 図2の位置に置いた磁針は,電流を流す前にはN極が北を指しているけれ ど,電流を流すとN極が ① を指すと考えられるね。 AEO C 拓也: そうすると,点Pより東側には磁石の ②極と同じような磁界ができて いるから、コイルの東側には,磁石の ② 極があるのと同じだと考えら れるね。 ASO ・東 P. ・南 西 磁針 翔太 そうだね。 そして、 図2の東側に棒磁石のN極を、 図1のように置いたと ③ 側に動くと考えられるよ すると,コイルは ③側に動くと考えられるよ。 ①②③ 2 3 東 ウ エ 東 ケ 北 シ北S南 サ北S北 北N 南 北北 ク西S東 キ西S西 カ西N東 オ西N 西 東西 東京東 東西 ア東N東 北 東 N S 南北 ソ南S南 南 セ南北 ス南 ス 南 南 N 南 北 2 タ Jar

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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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