素早く回答を確認したいです！ お願いします！！

3 図のように、紙面に垂直に表から裏に向かう向きの磁束密度の大きさBの一様 な磁場内に, 十分に長い2本の導体レール XとYを距離ℓだけ隔てて水平面(紙 面) 上に平行に配置する。 導体レールの左端には、起電力Vの電池, スイッチ S.. 抵抗値 R の抵抗が接続されており、 はじめS, は開いている。 2本のレール上には, 質量がともにm, 長さがともにℓ. 抵抗値がともにRの導体棒 PQ および導体棒 P'Q' が十分に間隔をあけてレールと垂直に置かれ,これらの導体棒は導体レール と垂直を保ち接触しながらなめらかに動くものとする。また, レール Y の導体棒 PQ と導体棒 P'Q' が置かれている位置の間にはスイッチ S2 があり,はじめ S2 は 開いている。 抵抗と導体棒以外の電気抵抗, 回路を流れる電流の作る磁場の影響は 無視できるものとして,以下の問いに答えよ。 R V S₁ P Q 図 問1 導体棒 PQ に流れる電流の大きさを求めよ。 BØ S2 partenen X Q スイッチ S2 を開いたまま, スイッチ S, を閉じると回路に電流が流れ, 導体棒 PQは動き始める。 S, を閉じた直後において, - 16 - Y 問2 導体棒PQの加速度を求めよ。 ただし, 加速度は図の右向きを正とする。 スイッチ S を閉じてから十分に時間が経過すると, 導体棒PQ の速さは一定に なる。 S, を閉じてから十分に時間が経過した後において, 問3 導体棒PQの速さを求めよ。ただし, 導体棒 PQはスイッチ S2 に達するこ とがないものとする。 スイッチ S, を閉じてから十分に時間が経過して導体棒PQの速度が一定になっ た後, S, を開くと同時にスイッチ S2 を閉じた。 S2 を閉じてからしばらくすると, 導体棒PQ および導体棒P'Q' の速度がそれぞれ u, u2となった。 ただし、速度は 図の右向きを正の向きとし, スイッチ S2 は導体棒 PQ および導体棒P'Q' の運動を 妨げないものとする。 このとき, anio M 問4 導体棒 PQ に流れる電流を求めよ。 ただし, QからPの向きに電流が流れ る場合の電流を正とする。 lomol×0.8 問5 導体棒 PQ の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は図の右向きを正とする。 「スイッチ S2を閉じてから十分に時間が経過すると.導体棒PQ および導体棒 P'Q' の速度は一定になる。 S2 を閉じてから十分に時間が経過した後において, 問6 導体棒PQの速度を求めよ。 問7 S2 を閉じてから十分に時間が経過するまでの間に.導体棒PQで発生した ジュール熱をV.B. l.m を用いて表せ。 120 AT 080 - 17-

赤線引いている所が③が答えがなのですが、なぜその向きになるのかが分かりません、、 教えてください。

2. 次の文章を読み、 ア カ に適切な語句、 数式を記入せよ。 その際、 ( )内の記号 を用いて答えよ。 ただし、 【ウ】は①〜④の中から選び数字で答えよ。本問題では電子の質量 を 図 a 電気量を (e>0)として表すものとする。 図aの放電管は、電子銃から射出された電子の軌跡 を観察する装置であり、 偏向極板に電圧を加えて、電 子の軌跡を上下に曲げることができる。 図 b は電子銃 と偏向極板を模式的に表している。 電子は、 電子銃の電極 A から出て、電極Bの小孔を通って 偏向極板に向かう。 小孔Bより射出されてすぐの、電子の進む方向に x軸、 x軸に垂直な方向 に y軸をとる。 y軸上に設置した蛍光面Sに電子が当たると、 衝突によって電子の運動エネルギー は光のエネルギーに変換され、 蛍光面Sに輝点があらわれる。 偏向極板は、幅ℓの2枚の平板電極 X1 と X2をdの間隔をとって平行に向かい合わせ、x 軸をはさむように平行に配置したもので あり、以降、これを一組の電極の対として X1X2と表記する。 放電管の内部は真空であり、電子 は蛍光面 S に衝突するまでの間、真空中を運動する。 電極の端における電場の乱れ、重力の効 果、 荷電粒子の運動によって生じる電磁波の影響は無視できる。 電子銃 I Vi A B 偏向極板 d 電子銃の電極 AB に V」の電圧を加えると､電極 A を初速度 0 で離れた電子が、 電極B を通 2 ev 過するときの速さ Vo は ア LE (e、m、Vi)になった。 /mno=evi no= 電極 X1X2間の電位差をV2とすると、電子が電極 XiX2間の一様な電場から受ける力の大きさ はF = イ(e, d) となり、その力の向きは 【ウ ① x軸の正の向き、②x軸の負の向き、 P=9E²₁ ③ y軸の正の向き、 ④ y軸の負の向きである。したがって、電極 X1X2 を通過した直後の電子の 速度のy 成分は (em Vod, ℓ, V2 ) となる。 電極 X1 X2 の右端から蛍光面 Sまで の距離をDとすると、電子が電極を通過した直後から蛍光面Sに当たるまでの時間はオ (D、 vo) となる。以上より、 輝点のy座標ycは電極 X1X2間の電位差 V2 に比例し、 yc=α V2 と書け ×{1+ℓ/(2D)}(カはe、m、Vo、d、ℓ、Dを用い ることがわかる。比例定数αはカ る) と表される。 AY Vo. l 16 X1 X2 (12 図 b (15 電子銃 偏向極板 20 アルゴンガス D S 0 → x

物理の磁気の問題です 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

188 第4章 電気と磁気 §9 ** 147 【12分 ・20点】 XXXXXX 2枚の同じ大きさの金属板A, B を d離して平 行に並べる。 座標系を図のようにとる。 軸方向の 金属板の長さは である。 金属板Bを接地し, 金属 板Aに正の電位Vを与え, A,B間に一様な電場を 作る。 電子がx軸に沿って A, B間に入射し, 座標 軸の原点0を速さで通過する。 電子の質量をm ○電荷を一とする。 電子によって金属板に誘導され る電荷や, 電子の運動に及ぼす重力の影響は無視す る。 問1 金属板の間で電子が受ける力の大きさFはい くらか。 ①ev 問2 ① 荷電粒子の運動 F ① -t m @v+ Ft m 01/01/ ② 3 のFを用いて表せ。 成分 : 1 z成分: 2 9 ひ e V d 2= 4 ③ 2 eVd また,この力はどちらを向くか。 2 ① x軸の正の向き (2) y軸の正の向き ③軸の正の向き ④軸の負の向き ⑤y軸の負の向き 6 z軸の負の向き 原点Oを通ってから時間t後,電子の速度の成分, 成分はいくらか。 問1 V. e F (5 -t Vd e また, 加える磁場の磁束密度の大きさはいくらか。 V Vd (5) vd V F (3 4 v-- -t m m 問3 金属板の間で電子が描く軌道を面へ射影したものを、 問1のFを用いて表 せ。 Fx 2 Fx Fx ① z= F 2m (モ) (3 ²=- 2mv 2mv 2m v 問4 電子が金属板に衝突せずに,右端z=l, z=s に達した。電子が金属板の間を 通過する間に,その運動エネルギーはどれだけ増したか。 問1のFを用いて表せ。 ① Fl ②Fs ③ F(l+s) 4 F(l-s) 問5 電場はそのままで, 金属板の間に一様な磁場を,ある座標軸方向に加え,『軸 に沿って入射した電子をそのままæ軸方向に直進させるには、磁場をどの向きに 加えればよいか。 1 解答群は問1 2と共通) y Vv d 2 O 2 44 V ed で A B ²- til-15 E 対磁ので FF

やり方と答えを教えてください。

下図のように、 観測者から見て高さんで固定されている 音源が振動数 foの音を出している。 ここを水平に速さ で運動している観測者が､ 運動方向に対して音源を見 込む角度が0のときに音源から発せられた音を観測する 場合、振動数は何Hzとなっているか。 ただし、 音速 V および諸量はつぎの値を利用し、 整数で答えよ。 ま また、風の影響は考えないものとする。 V = 3.4x102m/s h = 6.0m v = 2.0m/s V fo = 400Hz 0 = 36度 観測者 0 音源 h

86の2がよくわかりません。 図で説明していただけるとありがたいです。 位置エネルギーを無限遠を基準にしているのがよくわかりません。

2 86宇宙速度 地球の半径を6.4×10°m. 地表での重力加速度の大きさを9.8m/s2, √2=1.41, 円周率を3.14 とする。 また, 地球の自転の影響は無視できるものとして, 次の各量を求めよ。 144 MO =US==$ A8 AX2 (1) 地表すれすれに円軌道を描いて回る人工衛星の速さ (第1宇宙速度) と周期 (2) 地表から打ち上げた物体が地表に戻ってこないような、打ち上げの初速度の最小 値(第2宇宙速度 )

教えてください🙇‍♀️ 答えは無いです。

3 1643年, イタリアのトリチェリーは下の図のような実験を行った。 水銀で満たした 長さ 1[m]ほどのガラス管を水銀槽に立て, ふたをはずすと管内の水銀は降下するが, 水銀面から 76.0[cm] の高さで静止する。 管を傾けても水銀柱の高さは変化しない。 この 実験事実を踏まえて, 水銀の密度pを求めよ。 ただし, ガラス管内の水銀蒸気の影響は 無視でき, 大気圧をpo = 1.01 × 105 [Pa],重力加速度をg = 9.81[m/s2] とし,有効数字 を3桁とせよ。 計算機を用いてもよい。 ( 30点) A B 約76cm 水銀

物理、コンデンサーの問題です。(2)の答えと途中式を教えてください！

図1のように,平行平板 コンデンサーが真空中に置かれている。 コンデンサーの極板は一辺の長さがL 12 の正方形であり,極板間の距離はdである。 図1のように, 極板の中心をとおり極板に垂直な平面にx 軸およびy軸をとる。 ただし, x軸は極板の辺ABに平行になるようにとる。 また,y軸はx軸に垂直にと る。さらに、xy平面に垂直にZ軸をとる。 y=dの面にある極板には電荷 α, y=0 の面にある極板には電 荷 -g が蓄えられている。 ただし, g>0とする。 図2はxy平面でのコンデンサーの断面図である。 図2 のように,zy 平面内の極板間にはさまれた部分に点P,Q, R をとり,それらのzy 座標を,P(1/3号/), 8/1/3+2.1).R/+2.2g) とする。ただし,dはLに比べて十分小さいとし, コンデンサーの端の 影響は無視できるとする。 真空の誘電率を so として, 以下の問(1)~(8) に答えよ。 YA 2d ·+· 5 , 2 2d L B IC y d 3d 35 450 P... 13 L R Q L 2d 5 13 + 図2 図1 (1) このコンデンサーの電気容量を求めよ。 (2) PQ間, RQ 間, RP 間の電位差を求めよ。 (3) コンデンサーに、誘電率が E1 で厚さがdの直方体の誘電体を、極板に平行にαだけゆっくり差し込み、 T-ar≦L の部分が誘電体で満たされるようにした (図3)。 ただし, aはdに比べて十分大きいとし、 重麻美し込んだあとの、極板間 1.47

なぜr－aが半径ではないのですか？中心から電荷が溜まっているわけではないと思ったのでそう思ったのですが

36 電磁気 EX 点Oを中心とする半径aの球面上に正電荷が一様に分布し,全体では +Qになっている。 0から距離r (r >α) 離れた位置の電場を求めよ。 解 対称性から電気力線は0を中心として球面 から放射状に出ていく(図a)。 その総本数N は4ヶkQ本であり, 0 を中心とする半径rの 球面上 (表面積S=4πr²) での電場をEとする と, Eは単位面積あたりの本数に等しいから N ArkQkQ E=A S 4πr² この結果は Qをもつ点電荷が0にあるときつくる電場と同じである。それは, まわりの電気力線の様子が前ページの図と同じであることから一目瞭然と言っ いちもくりょうぜん てもよい。 EADERN=0x6x641 対称性! 球面上に一様に分布した電荷は,中心にすべての電荷 が集まったのと同じ影響を周りにおよぼすことが分かる。 ただ,電気力線は放射状に出ていくので球面内の電場 は 0 である。 図b のように, 正反対の位置にある電荷か らの電気力線が打ち消し合うからと考えてもよい。 電位 a Q r. 図 a 図b 7. 一直線上に, 単位長さあたり [C/m] の正電荷が一様に分布している。 の直線から 〔m〕 離れた点での電場の強さを求めよ。

なぜr－aが半径ではないのですか？中心から電荷が溜まっているわけではないと思ったのでそう思ったのですが

36 電磁気 EX 点Oを中心とする半径aの球面上に正電荷が一様に分布し,全体では +Qになっている。 0から距離r (r >α) 離れた位置の電場を求めよ。 解 対称性から電気力線は0を中心として球面 から放射状に出ていく(図a)。 その総本数N は4ヶkQ本であり, 0 を中心とする半径rの 球面上 (表面積S=4πr²) での電場をEとする と, Eは単位面積あたりの本数に等しいから N ArkQkQ E=A S 4πr² この結果は Qをもつ点電荷が0にあるときつくる電場と同じである。それは, まわりの電気力線の様子が前ページの図と同じであることから一目瞭然と言っ いちもくりょうぜん てもよい。 EADERN=0x6x641 対称性! 球面上に一様に分布した電荷は,中心にすべての電荷 が集まったのと同じ影響を周りにおよぼすことが分かる。 ただ,電気力線は放射状に出ていくので球面内の電場 は 0 である。 図b のように, 正反対の位置にある電荷か らの電気力線が打ち消し合うからと考えてもよい。 電位 a Q r. 図 a 図b 7. 一直線上に, 単位長さあたり [C/m] の正電荷が一様に分布している。 の直線から 〔m〕 離れた点での電場の強さを求めよ。

この問題の(2)、(3)の考え方が分かりません。 (2)に関してはC'の値までは分かりました。

の誘電 5) の答 竜圧を求めよ。 312 導体板にはたらく力 誘電率∈〔F/m〕の 空中で、右図のようなコンデンサーに電圧 Vo- S -2L d] 3C. M d 2 V[V] の電池を接続した。 コンデンサーの極板は 短辺がL 〔m〕 長辺が2L [m] の長方形, 極板の間隔 はd[m] である。 極板間に何も挿入しない状態でスイッチSを閉じて充電した。その後, Sを閉じたまま、上図のようにコンデンサーと同形で厚さ 4 [m]の導体板Mを極板 間の中央に極板と平行を保ちながらゆっくりと挿入した。 なお,電流が流れることによ る回路での発熱は無視する。 (1) 導体板を x [m] まで挿入したときのコンデンサーの電気容量 C〔F〕を求めよ。 (2) 導体板をx=L〔m〕まで挿入するのに外力がした仕事 W 〔J〕 を求めよ。 (3)導体板を(2) よりさらに微小距離 4.x 〔m〕 だけ押し込むのに必要な外力のする仕事 4W〔J〕 を求めよ。 さらに, x=L〔m] のときの外力の大きさF[N] を答えよ。 (1) (2) コンデンサーの接 +||- サヒ # 北