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Physics Senior High

二つ疑問があります。 ・電場の強さはは一平方メートルを通る電気力線の本数と同じになりますが、より電荷に近い位置の一平方メートルを通る電気力線の本数は遠い位置のものより多くなりますか? ・電気の位置エネルギーは、重力のように引き合う引力だけじゃなく遠ざける斥力も働きますよね、... Read More

220 V章 電気 発展例題35 金属球による電場と電位 点として, 水平右向きにx軸をとる。 クーロンの法則の比例定 半径Rの金属球に,電荷Q(>0) を与える。 球の中心Oを原 数をk,電位の基準を無限遠とする。 (1) 0から距離r (R<r) はなれた点Pの電場の強さと電位を それぞれ求めよ。 x軸上において, 位置 x (0≦x)と電位Vとの関係をグラフに描け。 (2) 指針 電荷は , 金属 球の表面に一様に分布する。 このとき, 金属球内部に電 場はできず, 金属球内部の 電位は一定となる。 電気力 線は図のように広がり, 0 を中心とする球面を垂直に 貫く。 電気力線 解説 (1) Oを中心とする半径rの球面 を閉曲面として考える。 閉曲面内部の電荷の和 はQであり, ガウスの法則から,この球面を貫 く電気力線の本数は4ヶkQ本である。 単位面 積を貫く電気力線の本数が電場の強さである。 球の表面積は4πr2 なので,電場の強さEは, 発展例題36 電位の合成 発展問題 449,457,452 E= 4лkQ =k²²²/² 4πr² 金属球外部の電場のようすは,Oに点電荷Qが あるときと同じである。 電位Vは, (2) x>Rの電位は,(1)から,V=k x Q R k- R O x=RのときはV=kQ/R となる。 金属球内部 の電位は一定で 0, 0≤x≤R VA の電位はx=R の値に等しい。 グラフは図のよ うになる。 R V=kQ r となる Q X V=k- 発展問題 449 453 45.

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Mathematics Senior High

演習β 第8回 3 マーカー部分がなぜこうなるか分からないので教えてください🙇🏻‍♀️

めよ。 a-1 1 3 [2011 札幌医科大] a, bを実数とし, x に関する方程式 cos2x + acosx+b=0 を考える。この方程式が0≦x<2πの範囲で,ちょうど2個の異なる実数解をもつための a, b に関する条件を求めよ。 [解答 cos2x + acosx+b=0 よって ****** ①から (2cos²x-1) +acosx+b=0 2cos2x+acosx+b-1=0 cosx=t とおくと 2t2+at+6-1=0 (2) 0≦x<2πの範囲において, 方程式 cosx=tの実数解の個数は -1<t<1のとき 2個, t=-1, 1のとき 1個, t<-1, 1<t のとき 0個 したがって, ①0≦x<2πの範囲に2個の異なる実数解をもつための条件は,次の [1]~[3] のいずれかが成り立つことである。 [2] のとき [1] ② がt=-1,1の2個の解をもつ。 [2] ② が, −1 <t<1の範囲と, t<-1, 1 <t の範囲にそれぞれ1個ずつ解をもつ。 [3] ②−1 <t<1の範囲に2重解をもつ。 f(t)=2t2+at+6-1 とおく。 [1] のとき f(-1) = 0, f(1) = 0 から これを解くと a=0、b=-1 f(-1)-f(1) <0 - a+b+1=0, よって (-a+6+1)(a+b+1) < 0 [3] のとき ②の判別式をDとすると ここで D=a²-4-2-(b-1)=a²-8b+8 よって D=0 a +6+1 = 0 a²-8b+8=0 すなわち b=1/2302+1 a²+1 さらに,このとき, ② の重解t=- =-2 が-1<x<1の範囲にあるから 4<a<4 したがって、求める条件は 「a=0 かつ b=-1」 または 「(-a+b+1)a+b+1) <0」 1 または 「−4 <a < 4 かつ b = = a²+1」 8

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