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Science Junior High

大問3の(3)の問題で、模範回答は「ガラス棒には電流が流れないので、位置は変わらない。」なのですが、「ガラス棒は電気を通さずまた、磁界の影響を受けないため、位置に変化はない。」という答えは正しいですか?

3 図1のように、導線をつないだアルミニウム棒PQをU字形 図1 磁石の磁界の中に水平につり下げ,電圧を加えて電流を矢印 -電源装置 の向きに流したところ, アルミニウム棒が (P側から見て) 図 2の位置で静止した。 [8点×3] 〈鹿児島・改〉 木の棒 電流の向き (1)この実験について述べた次の文の( 下左右のどれか。 導線 に入るのは,上・ [N極 -U字形磁石 QA × ①① ② アルミニウム棒S極 図2において, 磁石によるアルミニウム棒近くの磁界の向きは 図2 ( ① )向きである。 この磁界によって, アルミニウム棒に流れる 電流に(②)向きの力がはたらくことが分かる。 導線 IN (2) 図1のU字形磁石の上下を逆転 (N極を下, S極を上に)し,さらにアルミニウム棒 電流の向きを逆にして実験すると, アルミニウム棒に流れる電流に S どんな向きの力がはたらくか。 上・下・左右のいずれかで答えなさい。 ( (3) 図1のアルミニウム棒をガラス棒にとりかえ, はじめの実験と同じ電圧を加えるとカ ラス棒の位置は,電圧を加える前と比べてどうなるか。 理由をつけて答えなさい。

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Science Junior High

(2)が解説を読んでも理解できません。答えは(あ)がウ、(い)がアです。なぜそうなるのか教えてください

ア aとb ①⑦ atc ⑦ ad エ bとc (2)次の cとd 内は,ある生徒がこの実験から発電機に興味をもち, 調べたことをまとめたものである。文中の オ bd |(1) (あ), (い)にあてはまることばとして最も適切なものを,それぞれ選べ。 電磁誘導を利用して電流を発生させるため の装置を発電機という。 図2は発電機のしく みを模式的に表したものであり、 ①→②→③ →④①→…のように磁石を時計回りに一定 の速さで回転させているようすを表している。 図2 ① ② 電流 電熱線 磁石 コイルA ③3 この磁石の回転により, コイル内部の磁界が変化し続け, 発電機につないだ電熱線に電流を流すことができる。 図2から, 磁石が①の位置にあるとき, 磁石がコイルAの内部につくる(あ)しているために, 電熱線に は矢印のように左向きの電流が流れていることがわかる。 同様にして、磁石が ② ③ ④ の位置にあるとき 電熱線に流れている電流の向きはそれぞれ(い)であることがわかる。 (あ)の選択肢 (い)の選択肢 ア右向きの磁界の強さが増加 ⑦ 左向きの磁界の強さが増加 ア 右向き,右向き,左向き ウ左向き, 右向き, 右向き イ 右向きの磁界の強さが減少 エ 左向きの磁界の強さが減少 イ 右向き,左向き, 右向き エ 左向き,左向き,左向き (2) (あ) (い) ウ 93

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Physics Senior High

5の解説に〜を引いている部分についてよくわからないので,教えて欲しいです。

43 電磁誘導 43 電磁誘導 137 図1のように、絶縁被覆した銅線を一様に巻いた長さ21のソレノイ ドコイルがある。 両端AとCとの間に直流電圧Vを加えたら電流) が流れ,コイルの中心P点に強さ H の磁場が生じた。 コイル以外の 導線の抵抗は無視する。 Ⅰ 次の場合,電源から流れる電流はIの何倍になるか。 また, P点 の磁場の強さはHの何倍になるか。 (1) 電圧 V の電源の正の端子をBに接続し, 負の端子をAとCに 接続する。 (2) B点を中心としてこのコイルを2倍の長さ(41)になるまで一様 に引き伸ばして固定し,両端AとCとの間に電圧 Vo を加える。 (3) コイルを元の長さ(27)に戻し,電圧Vの電源の正の端子をA に接続し,負の端子をBとCに接続する。 磁場の強さけ。 I 図2のように,固定したコイルの左端と中央とに,それぞれ銅の リングR1, R2 がつるされている。 スイッチSを閉じたとき, (4)電流が定常的になるまでの間に,R1 と R2 には電流が流れるか。 流れるとすれば,その向きはコイルに流れる電流と同じ向きか, 逆向きか。 (5)Sを閉じた直後, R1 と R2 は動きだすかどうか。 動きだすとすれ ば,その向きは左右どちら向きか。 ただし, R1, R2 間の相互作用 は無視してよい。 R₁ R. T A Vo S C B 図 1 evel (1),(2)(3)★★ (4)(5)★ 図2 (東京大)

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Physics Senior High

4番の解説の意味がいまいちよくわからなくて、V=Edを用いるというのはわかるんですけど,Δrについてよくわからないので教えて欲しいです。 (私の考え) Δrをゼロに近くしたとしても,円盤の中心から端までの距離差はaでないか?

134 電磁気 42 電磁誘導 半径 ②の円板と細い回転軸は共に 導体でできていて,これを一定の角 速度で回転させる。回転軸と円板 の縁に導線を接触させ,スイッチS を通して抵抗をつなぐ。 円板には一 様な磁束密度Bの磁場 (磁界) が垂 直上向きにかかっている。 Sは初め 開かれ、回路の抵抗値をRとする。 R B (1) 円板と共に回転する自由電子はローレンツ力を受ける。電子はど ちら向きに移動しようとするか。 (2)円板の中心と縁には正負どちらの電荷が現れるか。 また, それに よって生じる電場 (電界) の向きはどうなるか。 (3) ローレンツ力による電子の移動は,発生した電場から受ける静電 気力とつり合うまで続く。 電場の強さEを, 中心からの距離rの関 数として表せ。 また, 横軸にrを縦軸にEをとってグラフに描け。 (4) 円板の中心と縁の間の電位差V を求めよ。 (5)Sを閉じたとき回路に流れる電流Iはいくらか。 また, 円板を回 転させている外力の仕事率Pはいくらか。 (防衛大+名古屋大) Level (1) ★★ (2) ★ Base ローレンツカ (3)~(5)★ BA 荷電粒子が磁場中で動 Point & Hint くと力を受ける。 磁場中を動く導体棒に生じる 誘導起電力 V= vBl の導出 (エッセンス (下) p102) と同類 の問題。誘導起電力が生じる原 因は自由電子に働くローレンツ 力にある 9 BA V q f f = quB ひとの向きが直角 でない場合は、どちら かの垂直成分を用いる。 子はひと豆がつくる 平面に垂直となる。

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