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Science Junior High

1番上の問題を教えてください!!!

コ 4の類題 A:確認問題) 次の文章は、太郎さんと先生との会話である。 したものである。下線部②における。A. Bの位置に置いた方位磁 から見て模式的に から見てす 11本 第3回愛知-中3理科類 きる磁界の向きは 電流の向きに 図4 磁界の向きしま 北 -N極 対して時計回りです。 4 図1 電源装置 北 になるということですか。 先生:では,そのことを図1のように,コイルを厚紙に 垂直に通した装置を使って確かめてみましょう。 のコイルのまわりのA, B, Cの位置に方位磁針 を置いて、コイルに電流を流し,方位磁針の針が 指す向きを調べます。次に,コイルに流れる電 流の向きを逆にして,同様の実験を行います。 太郎:電流の向きを逆にすると,それぞれの方位磁針の N極が指す向きが逆になりました。方位磁針の (3)が指す向きは,その点での磁界の向きを表 していますから, 電流の向きを逆にすると, 磁界 の向きも逆になることがわかりました。 先生:そうですね。ところで,先ほどの実験では,コイルに電流 を流すと磁界が生じましたが、コイルの内部の磁界が変化 すると,コイルに電圧が生じることを知っていますか。 太郎:はい。。電磁誘導とよばれる現象ですね。図2のように, 検流計をつないだコイルに棒磁石を近づけると,コイルに 電流が流れて、検流計の針が振れます。 先生:その通りです。では、棒磁石の極や動かす向きをいろいろ に変えて、検流計の針の振れを調べてみましょう。 太郎:棒磁石の極や動かす向きの条件と,検流計の針の振れにつ いてまとめると,表のようになりました。 ウ C B A A 電流の向き コイル 厚紙 スイッチ B A B 北 A B カ A B A B B 図2 一棒磁石 そのかな符号を書きなさい。 ア 3 S極 ェ 3 N極, の 乾電池 イ3 S極. オ 3 N極. 光電池 0 光電池 ウ 3 S極, 0 発電機 カ 3 N極, の 乾電池 の 発電機 コイル カ 検流計 )にあてはまる語句を,簡単に書きなさい。 (3) 会話文中の( ユイしの中が確界は度化しない 表 検流計の針の振れ +側に振れ,中央に戻った。 - 側に振れ,中央に戻った。 - 側に振れ,中央に戻った。 +側に振れ,中央に戻った。 振れなかった。 条件 (4)次の文章中の(I ),(I )にあてはまる語句として最も適当なものを, 下のアからオまでの中からそ れ選んで、そのかな符号を書きなさい。 ただし、同じかな符号を何度選んでもよいものとする。 コイルの上側に棒磁石のN極を近づける。 コイルの上側に棒磁石のS極を近づける。 コイルの上側から棒磁石のN極を遠ざける。 コイルの上側から棒磁石のS極を遠ざける。 コイルの上側で棒磁石のN極を静止させておく。 の II II 下線部6の実験では, 検流計の針は( I )。その後,矢印(台)と反対の向きに棒磁石を動かし、 棒 をもとの位置に戻すときは, 検流計の針は( IⅡ )。 V V イ -→0→-→0の順に振れる ア -→0→+↓0の順に振れる ウ +→0→+↓0の順に振れる 棒磁石の極を変えたり,棒磁石を動かす向きを逆にした りすると,コイルに流れる電流の向きが逆になるんですね。 条件のVで検流計の針が振れなかったのは,( ⑤ ), 電磁誘導が起こらなかったからです。 先生:よく理解できましたね。 それでは,図3のように, 図2 のコイルの上側で棒磁石を通過させると、検流計の針の振 れはどうなるでしょうか。 図3 エ +→0→-→0の順に振れる オ 振れない 棒磁石 I( コイル 検流計 太郎:電流の向き磁界のがのね。, のを逆にすると、 先生:導線に電流を流すと,まわりに磁界が発生します。 このときできる磁界の向きは、

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Physics Senior High

交流回路でコイルの位相がπ/2進んでいたり遅れていたりすると思うのですが、この問題ではなぜ遅れている方なのですか? よろしくお願いします

(1)抵抗に流れる電流IR の位相は電圧Vと同じなので LIVE V_ V。 TR=ー R 'sinot R %D ンスLのコ がのの交流電源を きるものとする。 とし, 時刻tにお である。 時刻tにおける 電流,電圧の実効値を Ie, V。とし, 電流の最大値を I=号)とする。 抵抗での平均電力は万-ムV-×-ー V。 V。 2R /2 (2) コイルに流れる電流Lの位相は電圧 より答遅れ、また,リアクタン Io1使ない!! スが X=wLなので 1 三角関数の公式 sin(-0)=-sin0 ム--sin(ut-)(あるいは一cos o) L=- V_ V。 sin(-)-come -sin(ot V。 コイルでの平均電力は P=0 位匠は VL=C る。また, 抵抗で 交流電源の角 を使用 (3) コンデンサーに流れる電流 Icの位相は電圧Vより一進み, また, リア (ar-) -sin クタンスが Xc= 1 なので OC V。 -sin oL Ic==oCVosin(ot+)(あるいは ωCV.cosot°) V。 -cos wt oL Xc た。Woは wo= コンデンサーでの平均電力は Pc=0 2 公式 451.電気振重 起電力 6.0Vの Lは自己インタ Sはスイッチで (1) Sをa側に Sをb側に (チ+のー =cos 0 を使用 -のここがポイント 449 コンデンサーのリアクタンス(抵抗のはたらき)は 1 wC 2元fC R, C直列回路のインピーダンス(抵抗のはたらき)は Z=, R+ V。 電源電圧(実効値) Ve, 回路の電流(実効値) I。 の関係式は I=- Z 電圧»[V] になった。 電気容量 (2) このとき 448.交流回路 コンデンサーと角周波数wの 電圧 V=Vosinwt(tは時刻)の交流電源がある。 抵抗,コイル,コンデンサーそれぞれに,電圧Vを加えた。以下, R, L, C, Vo, w, tのうち必要なものを用いて解答せよ。 (1)抵抗に流れる電流(瞬時値)および電力 (平均値) を求めよ。 (2コイルに流れる電流(瞬時値)および電力(平均値)を求めよ。 (3) コンデンサーに流れる電流(瞬時値)および電力(平均値)を求めよ。 抵抗値Rの抵抗,自己インダクタンスLのコイル,電気容量Cの 図3に記 とする)。 また,こ 452.電磁 せよ。 449 交流回路の消費電力 図のように,100Ωの抵抗R, 交流電流計 A, コンデンサ 電磁波の り,しか

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Physics Senior High

問4について質問です なぜ極板を動かす前と後で極板2の電気量は保存されるのですか?独立してないですよね?

3 以下の説明文を読み, その後の問いに答えなさい。(配点 25) 図1に示すように, 一辺が a(m]の正方形の導体極板1, 2, 3を平行に置く。 極板1と極板2, および極板2と極板3の極板間隔はそれぞれ 2d [m] とする。 aはdより十分大きいとする。 また, 起電力 V.(V]の電池が図のように接続されている。 これらの極板は誘電率 Eo[F/m]の真空中に置か れ、最初,極板は帯電していない。スイッチSWは最初は開いた状態にある。 SW を閉じて十分時間が経過した後,再び SWを開いた。 解答は a, d, Vo éoの中から必要なも のを用いて表しなさい。 ただし, 点Eの電位を OVとする。 a 極板1 a 極板2 2d a SW 2d a 極板3 V。 E 図1 問1 極板1と2の間の電気容量 Cl2[F] を求めなさい。 問2 それぞれの極板1,2, 3に帯電した電気量 Qi. Qe Qs[C] を求めなさい。 正負の符号も付 けて解答しなさい。 問3 極板1と2の間に蓄えられた静電エネルギーU12[J]を求めなさい。 問 4 極板2を極板1の方向へ距離d [m] だけゆっくり移動させた。移動後の極板2の電位 1V3[V] を求めなさい。また, 極板1, 2, 3にそれぞれ帯電している電気量Q1, Qs Qs[C]を求めな さい。正負の符号も付けて解答しなさい。

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