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物理 高校生

この問題で直線の傾きは負なのに、答えの電場が負にならないのはなぜですか?

G 基本例題 71 一様な電場内での陽イオンの運動 x軸に平行な一様な電場があり, 位置 x 〔m〕 とその点V[V] の電位V [V] との関係は,図のように表される。 (1) 点Aと点Bの電場ベクトルを EA, Eb [V/m〕 とする。 30 E, EBの強さと向きをそれぞれ求めよ。 / (2) AB間の電位差 VAB 〔V〕 を求めよ。 電場の強さ E= AB 次に,点Aに電気量 3.2×10-19C の陽イオンを静かに置いたところ, イオンは電 0 0.020 0.040 0.060 場から力を受けて動きだした。 | (4) イオンが点Bに達したときの運動エネルギー K〔J〕 を求めよ。 / (3) イオンが電場から受ける力の大きさ F〔N〕 を求めよ。 傾きこの電場 V d (1) 一様な電場なので V 130 EA=EB=E== d 0.060 (3) F=qE = = 5.0×10²V/m 回 電場の向きは, 高電位→低電位の 向き。よって, E. EBともに x軸の正の向き (2) AB間の距離 d' = 0.020m より VAB=Ed' 電荷が受ける力 F=gE =(5.0×102)×0.020=10V 第21章 静電気力と電場・電位 187 ● =1.6×10-16N =(3.2×10-19)×(5.0×102) POINT 355 x (m) 電荷を運ぶ仕事 W=gV (4) AB間で電場がイオンにした仕事 W=qVAB イオンの運動エネルギーの変化=電場が した仕事W より (1) K-0=qVAB よって K = (3.2×10-19) ×10 = 3.2×10-18J 一様な電場 電場の強さ E=- V ← 電位差 d←距離 物

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物理 高校生

(2) 導線内の電場の強さを測るにあたって、、、導線内に一様な電場ができていると言っているのですが、どこをどう見てそういうことになったのでしょうか

基本例題63 導線内の自由電子の移動 基本問題 474 長さ 9.0m, 断面積 5.0×10-7m²,抵抗 0.50Ωの導線に, 3.6Aの電流が流れている。 電子の電気量を -1.6×10-19C導線1m²あたりの自由電子の数を 9.0×1028 個とする。 (1) 導線の両端の電位差Vはいくらか。 (2) 導線内の電場の強さEはいくらか。 (3) 導線内の自由電子が, 電場から受ける力の大きさFはいくらか。 (4) 導線内の自由電子が移動する平均の速さはいくらか。 指針 (1) オームの法則を用いる。 (2) 導線内には一様な電場が生じ, 距離 dはな れた2点間の電位差は,V=Ed と表される。 (3) 自由電子の電気量の大きさをeとすると, 静電気力の大きさ F は, F = eEである。 (4) 電子の電気量の大きさe, 1m² 中の自由電 子の数n, 平均の速さ, 導線の断面積Sを用 いて 導線を流れる電流 I は, I = envS となる。 解説 (1) オームの法則から, V=RI=0.50×3.6 = 1.8V (2) V=Ed の式から, E=- = 指針 (1) 並列に接続された R2, R3 の合 成抵抗を求め、その合成抵抗と直列に接続され たR, との合成抵抗を求める。 V 1.8 d 9.0 v= (3) 自由電子が受ける静電気力の大きさFは, F=eE=(1.6×10-19) ×0.20=3.2×10-20N 基本例題64 抵抗の接続 図のような電気回路について,次の各問に答えよ。 (1) ac間の合成抵抗はいくらか。 (4) 導線を流れる電流 Ⅰ は, 平均の速さを用 いて, I = envS と表されるので I ens = 0.20V/m ac間に電池を接続したところ, R2 に 0.80Aの電流が a 流れた。 このとき,以下の各問に答えよ。 (2) bc間の電圧はいくらか。 (3) ac間の電圧はいくらか。 3.6 (1.6×10-19) × (9.0×1028) × (5.0×10-7) =5.0×10m/s 19. 電流 237 R₁ 4.0Ω to its to 74 基本問題 478, 479,480 R2 6.0Ω R3 12Ω (3) R3 を流れる電流をIとすると,オームの法 Vbc 4.8 則から, I3= =0.40A R3 12 Xlit ma

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