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Science Junior High

この問題の4番について、納得しない場所があります。この問題の答えは14時から16時に気圧が最も低くなり、台風が近づくまで東の風が吹いていたからです。個人的に思ったのは、台風の西側を通過したと言っているのですから、風向が東から南、そして西に変化したことを書かないといけない思い... Read More

|2| 日本付近を通過した台風について調べ学習を行いました。 後の1から5までの各問いに答えなさ い。 【 調べ学習1】 図1は、9月3日9時の天気図を示したものです。 図2は、 図1の台風を拡大したものです。 図 1 450% -30° 台風 201200 図2 1000 1300 B 0 140° 140° 150° 9月3日9時の天気図 1 図1で,地点Aを通る等圧線が表す気圧は何 hPa ですか。 次のアから工までの中から1つ選びなさい。 ア 988hPa イ 994hPa ウ 1006hPa エ 1012hPa 2図2の地点Bと地点Cで, 風が強く吹いているのはどちらですか。 風の強さについて正しく説明して いるものを,次のアから工までの中から1つ選びなさい。 ア 地点Bの方が, 等圧線の間隔が狭く、 同じ距離間の気圧の差が大きいため風は強い。 イ地点Bの方が, 等圧線の間隔が狭く、 同じ距離間の気圧の差が小さいため風は強い。 ウ地点Cの方が, 等圧線の間隔が広く、 同じ距離間の気圧の差が大きいため風は強い。 エ地点Cの方が, 等圧線の間隔が広く、 同じ距離間の気圧の差が小さいため風は強い。 【調べ学習2】 9月4日に,図1の台風は, 近畿地方を通過し日本海上へ進みました。 図3は、この日に滋賀県内 のある地点で観測された1時間ごとの風向、気圧、温度, 気温のデータをまとめたものです。 図3 風 南 向 東東 東 30 気圧 湿度 28 南東 東南東 南東 東南東 南 南南南南南南 南 南 西西 西東東 南南東口 気圧 温度 [hPa] [%] 71010100 1000 80 気温[C] 24 気温 22 0 2 4 990 160 980 H40 J970 J20 6 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 時刻 [時] 9月4日の観測結果 - 理3 -

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Physics Senior High

(2)でなぜBが高電位になるのか分かりません 回転すると右向きの磁束が増えるからそれを妨げるために、AからBの向きに電流が流れるのでAが高電位になるんじゃないんですか?

f B セント 135 〈交流の発生> 113 (2) 辺abは磁場を横切る体なので、 誘導起電力の式 「V=Blo」 を用いる。 (3)(pq間に発生する誘導起電力) (コイルの各辺に生じる誘導起電力の和) 標準問題 (5) コイルに生じる誘導起電力の大きさは、ファラデーの電磁誘導の法則 「V=-N4 at」を用いる。 A 135.〈交流の発生> 図1のような辺の長さが1の正方形 abedからなる1回 巻きのコイルを,磁束密度Bの均一な磁場の中に置き、 磁 力線に垂直な軸のまわりに,一定の角速度で図の矢印の 向きに回す。 コイルの両端はそれぞれリング状の電極p と qを通して,常に抵抗Rとつながっている。 このとき、コ イルは回転するが, リング状の電極と抵抗は静止したまま である。図2(a) と (b)は回転軸にそって見たコイルと磁力線 (a) = 0 である。図2のように,コイルの面と磁場の角度は,時 N S P 9 R- 図 1 B (b) t=to N S N S 刻 t=0 のとき 0=0, 時刻t=to のとき 0<B<1であ R cd ab 8 図2 った。次の問いに答えよ。 [A]各辺に生じる誘導起電力を考えることで, pq 間に発生する誘導起電力を考える。答 えには1,B,w, tのうちから必要なものを用いよ。 〇 (1) 辺 ab 部分の速さを表せ。 (2)時刻における辺 ab 部分に生じる誘導起電力の大きさを表せ。 (3) 時刻 t における各辺に生じる誘導起電力を足し合わせることで, pq間に発生する誘導 起電力 Vの大きさを表せ。 〔B〕 ファラデーの電磁誘導の法則を考えることで, pq 間に発生する誘導起電力を考える。 答えには l, B, w, tのうちから必要なものを用いよ。 (4) 時刻 t におけるコイルを貫く磁束を表せ。 (5) 時刻 t におけるコイルに生じる誘導起電力 Vの大きさを表せ。 ただし、必要であれば, 次式を利用してよい。 Asin wt =wcoswt, 4t ⊿coswt =-wsin wt At [C] 抵抗に流れる電流I と消費電力Pを考える。 p から抵抗を通って q に流れる電流の向 きを正とする。 記 (6) 時刻 t = to における辺 ab に流れる電流Iの向きを図1に矢印で示せ。 また電流Iに よってコイルが磁場からどのような向きの力を受けるか説明せよ。 (7) 消費電力の最大値 Pmax を1, B, w, R のうちから必要なものを用いて表せ。 また, P と wtの関係を 0≦wt2 の範囲でグラフに図示せよ。 [23 徳島大〕 (8)電流が磁場から受ける力 「FIBL」の向きは、フレミングの左手の法則より判断する。 2 (7)消費電力Pは, 「PIV=PR=」から適当な形の式を用いる。 〔A〕 (1) 辺abの速さひab は, コイルの回転半径が であるので,速さと角 2 速度の関係式 「v=rw」 より Vab 51=- (2) 時刻において,辺ab は水平から角度 wt 回転しているので 辺ab の磁 場に垂直な方向の速度成分 Vabi は図a より 上向きを正として Vabi = Dab COSWt=coswt と表される。 辺ab に生じる誘導起電力の大きさ | Vab|は, 「V=Bl」 より |Vab|=|Blvabi|=| 11=B1.12 cost=/12/Blacoswt| このとき,swt< ならば誘導起電力の向きはレンツの法則A より bが高電位となる向き ※Bである。 (3) 磁場を垂直に横切る辺は辺abと辺cdであり, これらの辺にのみ誘導起 電力が生じる。 辺cdについても 時刻に生じる誘導起電力の大きさを |Veal として求めると, 辺ab についての(1),(2)と同様になり <<-*A によっ くる磁 れた磁 B 公式カ 状 |V|=|Blucas|=|Bl-cos wt|=Bl³w|cos wt| 誘導書 Out < ならば誘導起電力の向きはレンツの法則よりdが高電位とな る向きである。 求め V=|Van|+|Vcal=12Blwlcoset|+1/2 よって Vab と Veaの誘導起電力の向きは同じ方向であるので, pq間に発 生する誘導起電力の大きさ Vは Blwcoswt|=Bl°ω\coswt| 〔B〕 (4) コイルの面積をSとする。 時刻において, コイルは水平から角 ・度回転しているので、 磁場に対して直角方向に射影したコイルの面積 Sは図bより S=S|sint|=|sinet| このとき、コイルを貫く磁束は、磁束の式 「Ø=BS」より, 0<wt<πで のコイルの向きに対してコイルを貫く磁束を正とすると =BS = Blsinat (5)(4)においてコイルに生じる誘導起電力 Vの大きさ|Vは,ファラデーの 電磁誘導の法則 「V=-N2」より 4t |V|=|-1×40 |=|_ A(BIªsinwt)|=|- BF²-- =l-Bl2wcoswtl=Blw\coswt|C Asin wt At ---

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