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Physics Senior High

物理のコンデンサーに関する問題です。(2)と(4)について質問です。どちらか一方だけでもいいので答えていただけると嬉しいです! (2)電位差の関係より式を作っていますが、抵抗にかかる電圧はこの式に含まれないのか教えてください あと、解説の線引いたところがどういうことなのか... Read More

107. 〈スイッチの切りかえによる電荷の移動> 図のように,電圧 Vo [V], 2V 〔V] の電池 E1,E2,電 気容量がいずれもC[F]のコンデンサー C1, Cz, 抵抗値 R[Ω] の抵抗 R, スイッチ S1, S2が接続されている。 最 初, スイッチ S1, S2 は開いていて, C, C2 には電荷は蓄 えられていないものとする。 また, 電池の内部抵抗は無 視できるものとする。 次の問いに答えよ。 S₁ R S2 R[Ω] C1 C[F] E1 V₁ [V] E2 2V [V] (1) S1 を閉じてから十分に時間が経過した。 この間に電池E がした仕事を求めよ。 C₂ C[F] 89 (2)次に, S1 を開き S2 を閉じた。 十分に時間が経過した後のC2 の両端の電位差を求めよ。 また,この間に電池 E2 がした仕事を求めよ。 (3) 続いて, S2 を開き, S」 を閉じた。 十分に時間が経過した後, S」 を開き S2 を閉じた。さら に十分に時間が経過した後の, C2 の両端の電位差を求めよ。 (4)この後、(3)の操作をくり返すと, C2 の両端の電位差はある有限な値に近づく。その値を [17 大阪市大〕 求めよ。 図解 108. 〈ダイオードを含むコンデンサー回路とつなぎかえ> 次のア~ウに当てはまる式を記せ。 また,エは指示通りに解答せよ。 図に示した回路において, C1, C2 は電気容量がそれぞれ C, A S2 拓拓朗隔を変えることが

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教えて欲しいです。 電磁気の分野です。 1、2枚目は問題で、3枚目は解凍群です。

【4】 導 次の文章の空欄にあてはまる最も適した数式または語句を解答群の中から選びなさい。 図1のように、質量m,長さ1の導体棒ab の両端に質量の無視できる導線をつなぎ、固定さ れた水平な絶縁棒上の点c, 点dに巻きつけ, 導体棒ab が水平になるようにつるす。点cと点 dの間隔を1とし、導線 ac, bd の長さをともにする。また,aの最下点を原点Oとして図1 のように水平方向にx, y 軸を,鉛直方向に軸をとる。この装置をy軸の負の方向から見た様 子を図2に示す。 さらに、 図1の上部 線 ar か にあるように、抵抗値 R の抵抗,起電 力Eの電池、スイッチSからなる回路 を導線につなげる。 また、 図1,2のよ うに導線が鉛直方向となす角を0と し、矢印の向きを正とする。以下では 重力加速度の大きさをgとし,導体棒 と導線の抵抗 および回路abdc におけ る自己誘導は無視する。 また、導線は たるまないとし、絶縁棒と導体棒の太 さは無視できるものとする。 S p TR 9 E ZA 8 B 0 -a x 図1 d ZA r 0 図2 B a x スイッチSをq側に接続し,図1,2のように, z方向の正の向きに磁束密度の大きさがBの 一様な磁場 (磁界)をかけると、導線が鉛直方向と角度をなす状態で導体棒ab を静止させるこ とができた。このとき, 導体棒には大きさ (1)の一定の電流が流れるため、 大きさ (2)の力がx軸と平行に,x軸の (3) の向きにはたらく。 導体棒にはたらく力のつりあ いにより, はtando = (4)をみたす。

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(1)(3)の解説をして頂きたいです。 答え (1)ア (3)図3:同じ 図4:逆

7モーターについて調べるために,次の実験を行った。 これについて、あと の問いに答えなさい。 実験 図1のように,エナメル線を巻 図1 [栃木] 得点UP! りょうたん いてコイルをつくり,両端部分はまっ Q の すぐ伸ばして,P側のエナメルは完全 に, Q側のエナメルは半分だけをはが した。 このコイルをクリップでつくっ エナメルを 半分はがす エナメルを 完全にはがす じくう 2018 た軸受けにのせて, なめらかに回転することを確認してから、コイルの下 にN極を上にして磁石を置きモーターを製作した。 これを図2のような回 路につないで電流を流した。 回路のAB間には,電流の向きを調べるため LED を接続して,この部分を電流がAからBの向きに流れるときに赤色が, BからAの向きに流れるときに青色が点灯するようにした。 また,コイル は 10 回転するのにちょうど4秒かかっていた。 図2 125 クリップで つくった Q 軸受け スイッチ電池 B 500 青色LED N極 A 赤色LED I 8.0 オ100 下面はS極- 磁石 回転の向き 1000 ¥2000 t 実験 II コイルの下にあった磁石を, 図3 図4 図3や図4のように位置や向きを変 え、それぞれの場合についてコイル が回転する向きを調べた。 N TEVER Q Q. 101 P 10+ P (1) 実験において、 2つのLEDのようすを説明する文として,最も適切な (1) LED は,電流 ものはどれか。 次のア~エの中から選び, 記号で答えなさい。 [ てんめつ ア 赤色のみ点滅し, 青色は点灯しない。 イ赤色は点灯せず, 青色のみ点滅する。 ウ 赤色と青色が同時に点滅する。 こうご エ 赤色と青色が交互に点滅する。 ] が正しい向きに流れ るときだけ光る。 (2) 実験において, 1分間あたりのコイルの回転数を求めよ。 [ ] (3) 実験II で,図3や図4のように磁石を置いたとき, コイルが回転する向き は、実験のときに対してそれぞれどうなるか。 「同じ」 または 「逆」の どちらかの語で答えなさい。 図3[ (3) コイルが回転する 向きは、磁界の向き ] 図4 [ に影響される。 ]

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(5)教えてください🙇‍♀️

より 8 次の資料と実験について,(1)~(5)の問いに答えなさい。 ただし, 電流が流れる部分のうち, 電熱線以外の抵抗の値は,無視できるほど小さいものとし, 電熱線の抵抗の値は実験中に変化しない ものとする。また,電熱線で発生した熱はすべて水に与えられるものとし,水の蒸発は考えないもの 資料 I 質の線を 電気器具をつないで回路をつくるときに用いる導線は,抵抗が小さく電流が流れやすい物 抵抗が大きく電流が流れにくい物質の被膜でおおったつくりになっている。 a Ⅱ 電気器具に電流を流すと、電気器具で電気エネルギーが消費される。電気器具において, b 実験 を電力という。 I 発泡ポリスチレン製のカップにくみ 置きの水 100gを入れて, その温度を 調べた。 リウム 60.0 ⅡI 4.0Vの電圧を加えたときの電力の 値が 7.0Wである電熱線Pを, I の水 にさして, 図のように電源装置,電流 計, スイッチにつないだ。 図 温度計 III 電流計の接続を確認したのち, 電 源装置の電圧の値を 4.0V に設定し, スイッチを入れた。 カップ ( 電源装置 導線Q 導線R ガラス棒 電熱線P スイッチ 950 水 電流計 結果 ⅣV 水をガラス棒でかき混ぜながらその温度を調べ, スイッチを入れてから7分後にスイッチ を切った。 ・実験のIで調べたとき, 水の温度は室温と同じく 20.0℃だった。 4 1,75 41 ・実験のIVでスイッチを切ったとき、水の温度は27.0℃になっていた。0 1.7 (1) 下線部aの特徴をもつ物質について,次の① ②の問いに答えなさい。 20 ① 下線部aの特徴をもつ物質を何というか。書きなさい。 ② 下線部aの特徴をもつ物質として適当なものを,次のア~エの中からすべて選びなさい。 アガラス クロム イ ゴム エ タングステン V (4) 下線部cについて, 図の導線Q, R は,電流 計のどの端子につなぐ必要があるか。 その組み 合わせとして最も適当なものを,右のア~カの 中から1つ選びなさい。 (2 bにあてはまる内容を、 電気エネルギーということばを用いて,簡潔に書きなさい。 (3)実験で用いた電熱線Pの抵抗の値は何Ωか。 求めなさい。 ただし, 答えは小数第2位を四捨五 入して, 小数第1位まで答えなさい。 導線Q +端子 2.3 導線R 181 ア 端子 (5) 仮に、実験のⅢで設定する電源装置の電圧の エ 値を 3.0Vにした場合, 実験のⅣVでスイッチをオ 切ったときの水の温度は何℃になると考えられ 500mAの一端子 US +端子 5A の一端子 5Aの一端子 500mAの一端子 50mAの一端子 ( 8 ( 640 端子 端子 50mAの一端子 端子 ひるか。 最も近いものを,次のア~オの中から1つ選びなさい。 ア 21.3℃ イ 22.6℃ ウ23.9℃ I 25.2°C 26.5°C 9235 25 体質に! 小 268051400

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(2)の電流の向きについて。この時に生じる誘導電流は「y軸の負の向き」だと思うのですが、答えが「y軸正の向き」になっているのは、誘導起電力vBlよりも起電力Eの方が大きいため、相対的に起電力Eから生じる電流の方向き「y軸正の向き」になると言うことですか?

基本例題 89 磁場を横切る金属棒に生じる誘導起電力 448,449 解説動画 図1のように, 真空中に金属レー ルが水平に置かれ、その上を金属棒 がなめらかに移動できるようになっ ている。 金属棒の長さはl [m] で, レールの間隔に等しい。 またレール 面と垂直に、磁束密度B [T] の磁場 が加えられている。 レールの方向を x軸, 金属棒の方向をy軸とする。 磁場の向きはz軸の正の向き (紙面 裏から表の向き)である。 a レール B 金属棒 ◎磁場 抵抗 R 2 図 1 a 2 軸の 正の向き a E- ひ ひ b b 図2 図3 また、金属棒の抵抗は R [Ω] である。 [A] 図2のように, 端子 a, b間に起電力E [V] の電池 (内部抵抗0) を接続した ところ, 金属棒は動き始めた。 金属棒がx軸の正の向きに速さ [m/s] で動い ひ ◯いるとき (1) 金属棒の両端に発生する誘導起電力の大きさ V [V] を求めよ。 45 金属棒に流れる電流の大きさI[A]と向きを求めよ。 43 金属棒に加わる力の大きさ F [N] を求めよ。 十分長い時間が経過し, 金属棒の速さは一定になった。 このとき 4) 金属棒の速さひ [m/s] を求めよ。 [B] 図3のように, 端子 a, b間に固定抵抗 [Ω] を接続し, 金属棒に外部から力 を加えて動かした。 金属棒がx軸の正の向きに速さ [m/s] で動いている (5) 金属棒に流れる電流の大きさ [A] と向きを求めよ。 指針 磁場を垂直に横切る金属棒に生じる誘導起電力の大きさは Bl [V] である。 向きは,レンツの法則と右ねじの法則とから判断する。 解答 [A] 軸の負の向きの磁場をつくる 向きに誘導起電力 Vが発生(レンツ の法則)。 Vの向きはEの向きと反 対になる (右ねじの法則)。 (1) V=vBl [V] (2) キルヒホッフの法則Ⅱより E-V=RI E-vBl よってI=- [A], R 軸の正の向き E-vBI\ (3) F=IBl= R JBU[N] (4) Fはx軸の正の向きにはたらき (フ レミングの左手の法則), 棒は加速さ れ V の増加とともにVも増す。 がEに達すると,② ③式より I=0, F=0 となり,以後,速さはひで一定 になる。⇒F=0F=D. ③式で,v=v のとき F0 より E-voBl=0 よって E Vo= [m/s] BU [B] (5) 誘導起電力の向きと大きさは [ A ] と同じなのでV=Bl[V] vBl I'= R+r [A],軸の負の向き

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