「磁場の向きは左で、コイルの電流は右なので」･･･これはC点のことですか？
C点はフレミングの法則では使えないのではなく、フレミングの法則から、力が働いていないことが分かります。
また、A点も力が働いていないです。
B点、D点を調べてみると、角度が少しずれているので力が働くことが分かります。
B点は下向き（紙面表から裏）、D点は上向き（紙面裏から表）に働きます。
BとDは逆向きなので、ACが回転軸になるように力が働いていることが分かります
物理
高校生
電磁気の問題で、問2がわかりません…
磁場の向きは左で、コイルの電流は右なのでフレミング使えない…？？
物理
となる。おもりが静止しているので、力のつりあいから、おもり個の重さは
に等しく、
"'Nとなる。
実験では、希につけた印の位置を利用してんを求める。 また、周期はゴ
み栓が数十回転する時間をストップウォッチで測り、その時間を回転した回数で
割って求める。 実際の値は, 2-5に示した
のように分布する。
図2-4のグラフは、開定された各周期の平均値から得られた値を示したもので
ある。 各測定値には差があるので、 測定を複数回行い平均する必要がある。
L[m]
L' (m)
0.20
0.40
0.60
0.040
0.160
0,360
W (個)
20
9
4
L2N (m²)
1.44
1,44
1.44
分子の運動エネルギーので
U-NK NXT NRT
容器の内面に弾性をするものとして、圧力は、
から受ける単位時間あたりの力を容器の内面
る。
7 正解 ①③(順不同)
本の分子の運動エネルギーの平均値下
ANA
1.8-
ANA
10
14
1
1.6
LA
[12]
(°) 0.8
GA
0.24g
0.4
0.4
することがわかる。 図2-8は、
をとっ
0.2
[補足] とは独立した量であるが、NとLをうまく組み合わせることにより、
Sがに依存する場合について考察することができる。 表1に示したとNの
組み合わせについては
反比例する。
距離の2乗に反比例する力の例として、万有引力がある。 太陽からはたらく万
有引力による惑星の運動では、ケプラーの法則が成り立つ。 星の運動を等
円運動とするなら、 公転周期の2乗は円の半径の3乗に比例する。
この実験では8がに反比例すると、
速度は、
mが小さいほどは大きい。
は、
物理
20.21
N-30
0.2-
0.2
04
0.6
08
n
0.4
0.6
0.8
(m)
(mm)
24
図2-5
たグラフである。
直線グラフで示されている。 N9の測定値は、
のものであるから、0.40㎡を用いて計算すると、
9, 36の場合
が,N4,
0.16
0.12.
0.40mm)
N-30
0.08
(0.40m)
封入した気体の質量 Nm が小さいほどは>
問4 14 15 正解 ④(順不同)
おもり1個の質量をmとする。 おもりの個数がNの
73 0.40 -0.16m³/s²
0.04
となる。
00204 0.6 0.8
1 1.2 14 16
7 (6)
12-8
おもりにはたらく
力のつりあいにより、張力の大きさは 8 Nmig である。式により、
4'mNmig
animhx
mg
となる。
コイルを流れる
このを、次の①~
T-
に比例するので、"をとると、その関係を表すグ
ラフは直線になる(図2-6)。 また、丸の周辺の平方根をとると、
An'mk
図2-6
となりに比例する。 よって
をとると、その
N
√N
関係を表すグラフも直線になる (12-7)。 適当である。
5 16 正解
L、N, およびNNのをまとめると、次ページの表のよ
これより、L'N=1.44m² となり、
反比例することがわかる。
また、8Nに比例するので、はに反比例する。を定数として
をさせる力
転をさせる力
転をさせる力
■をさせる力
とする。 ③より。
物理
における
これらの大小
4x'm
となる。
は定であるから、はに比例する。
問2 18 正解 ②
円形コイルに流れる電流の大きさを。とする。 3-2のようにこの
きは円形コイルの接線方向、 時計回りの向きである。
円形コイルの点Bの微小部分を流れる電流が場から受ける力の向きは、フレ
ミングの左手の法則により、直にからの向きである。 同様に3-2
のACより上側の部分に流れる電流が磁場から受ける力の向きは、全て垂直に
表から裏の向きである。
一方、円形コイルの点Dの微小部分を流れる電流が磁場から受ける力の向きは、
フレミングの左手の法則により、面に裏から表の向きである。同様に、
3-2のACより下側の部分に流れる電流が磁場から受ける力の向きは、全て祇園
垂直に裏から表の向きである。これらの力の合力は、円形コイルをACを回転
して、Dが表側に移動するような回転をさせる力となる。
3 19 正解 ④ 20 正解 6
十分に長いソレノイド(巻きNのコイル) の内部に生じる磁束密度の大き
をBとすると、
B
である(図3-3)。 ソレノイドの内部では磁束密度は一様であるので、 コイル1巻
を貫く は、
ポイント
円運動
運動の半角度の大きさをとして
物体の質量を向心力の大きさをとして
運動方程式の中心方向成分P または F
第3問 電磁気
がつくる磁場。 電流が磁場から受ける力, コイルの自己誘導について 電磁
気の法則の理解と運用力をみる問題。
27
0 1
17 正解
直線電流がつくる磁場の向きは、有ねじの法則によって決まる。つまり、電
向きを右ねじが進む向きとしたとき、磁場の向きは右ねじが回る向きである。 直線
電 から距離の点においては、その場の強さは、
HA
ギーとは、
単位
「条件により、
これより、
から低いエネルギーと、
放出される光の光子のエネルギー
も短い。その波長をとすると、
bd
電流
となる。
3-1に
場の向きは、力
!がつくるのを示す。
10-
の接線方向右ねじがまわる向きである。
図3-1
01 < 2 のとき
V₁-11-10
※2fp < Agのとき
V20
4 8g のとき
6-
図3-2
となり、それぞれ, 2
これらの大小関係はVV
における自己誘導起電力の大きさである。 よって
V」である。
421 正解 ② 22 正解 0.23 正解 ①
スイッチSを閉じた直後はコイルを流れる電流は0であるから, 回路
に流れる電流は、図 3-5 のようになる。このとき、キルヒホッフの第
2法則により電流を求めると
Ri+n=Vo
Vo
i = R + T
図3-5
図3-3
となる。 コイルに生じる自己誘導起電力の大きさ V は, 抵抗にかかる電
圧に等しいので、
RiERVo
物理
第3問 次の文章を読み、後の問い (問1~5) に答えよ。 (配点 25)
図1のように、点を中心とする半径αの1巻きの円形コイルを水平に固定する。
このコイルに直流電源を接続した。 また、 コイルの面に垂直に, コイルの中心とは異
なる点を通るように十分に長い直線導線を鉛直方向に張り、 図1の矢印の向きに一定
の大きさの電流を流した。 図2は図1のコイルと直線導線を鉛直方向上側から眺め
た図である。 点 A, B, C. D はコイル上の点である。
円形コイル
0
電流
直流電源
直線導線
ñ
図1
図 2
ア
イ
1
フレミングの左手
2nd
I
②
フレミングの左手
nd
3)
フレミングの左手
2d
④
I
フレミングの左手
d
1
右ねじ
2nd
6
右ねじ
I
πd
I
右ねじ
2d
I
右ねじ
d
物理
問1 次の文章中の空欄 ア
に入れる語と式の組合せとして最も適当
なものを、次ページの①~⑧のうちから一つ選べ。 17
直線導線を流れる電流がまわりにつくる磁場の向きは ア の法則によっ
て決まる。 また,その磁場の強さは, 直線導線から距離dの点においては
H= イ と表される。
問2 図2において, 直線導線を流れる電流がつくる磁場が. 円形コイルを流れる
電流におよぼす力の合力について述べた文として最も適当なものを、次の①~
⑥ のうちから一つ選べ。 18
① AC を回転軸として、点Bが紙面表側に移動するような回転をさせる力
AC を回転軸として, 点Dが紙面表側に移動するような回転をさせる力
②
③ BD を回転軸として, 点Aが紙面表側に移動するような回転をさせる力
④BD を回転軸として, 点Cが紙面表側に移動するような回転をさせる力
⑤点を中心として、水平面内で時計回りに回転させる力
⑥点を中心として, 水平面内で反時計回りに回転させる力
物理
-14-
-15-
物
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