物理 電気です。 （2）の答えがR分のV²なのですが途中式のP'=VI₁に当てはめても出てこないのですがどうしたら出てきますか？ I₁=R+rv分の（R+rv）V₁ です。

図1に示すような、電池と抵抗によって組まれた回路において, 抵抗に流れる電流とその抵抗の両端に 加わる電圧を電流計と電圧計でそれぞれ測定することで, 抵抗値を知ることができる。 しかし,実際に電 流計や電圧計を用いて、電流値や電圧値を測定する場合、電流計や電圧計の内部抵抗が回路に影響をおよ ぼし、その結果、真の値とは異なった値となることに注意する必要がある。 電池, 真の抵抗値がR[] であ る抵抗内部抵抗 [2] の電流計、および内部抵抗 [Ω] の電圧計をつないだ、図2と図3のような回路を 組み,電流,電圧の測定を行った。導線の抵抗, 電池の内部抵抗は無視できるものとして以下の問いに答 えよ。 (1) 図2の回路で得られる電流、電圧の測定結果から求められる抵抗値' [Ω] を求めよ。 また、ここで求 めたRと真の抵抗値R との大小関係を示せ。 間(1) の場合、この抵抗で消費される電力 P'[W] を求めよ。ただし, このときの電圧計の示す値を, V [V]とする｡

問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X Y が間隔で平行に置かれている。2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が9となるように傾斜している。 水平 部分の左端には,抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池Eが接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをg として,以下の問に答えよ。 R P [CL] Yt P' R, m B レール Y レール X 図 1 0 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度v を与えたところ,やがて PP'はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 -37- 0 問金属棒PP' の速さがひとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P'′ か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, L, B, ” を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗Rと金属棒PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け｡ R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBl=2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, a, I, l, B を用いて表せ。 ma = -IBl (4) 加速度αを, m, R, l, B, v を用いて表せ。 VBl VB²l² a = - VBR XBlx m [= 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に, 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 mo² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒 PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり, その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ。 = 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒 PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒 PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを W, P, m, g, 0 を用いて表せ。 -38-

電磁誘導について 1)のPQを流れる電流がどうしてI=E-V/Rで表されるのか分かりません レンツの法則でPQにはP→Qの向きに電流が流れるから、I=E+V/Rとはならないのですか？

<発展例題 78 運動する導体棒に生じる誘導起電力・ 図のように,鉛直下向きで磁束密度Bの一様な磁場 中に,起電力Eの電池をはさんだ間隔lのコの字型の 導線のレールを傾きの角で固定する。 これに電気抵 抗Rをもつ長さ 質量mの導体棒PQをのせ、手で 押さえておく。 手を静かに放すと, PQはレールに直交 IN したまま斜面を上昇した。 PQ とレールとの間の摩擦およびPQ以外の部分の電気 抵抗はなく,重力加速度の大きさをgとする。 大の比 LUPO OF (1) PQの速さがになった。このときの誘導起電力の大きさ V,PQを流れる電 流の大きさⅠ, この電流が磁場から受ける力の大きさF を求めよ。 (2) 手を放してもPQ が動かない場合の傾きの角を0とする。 tano はいくらか。 17 解答 考え方 (1) 誘導電流が閉回路を貫く下向きの磁束をつくるように、 誘導起電力が生じる。 (2) 手を放してもPQが動かないv=0 で, PQ が受ける斜面方向の力はつりあう。 (0) い (1) V= I1= |_1.44 |_ B•lu4tcos0 _Pioned =vBicoso icos 4t v=|-1.40|= GRE-VE-vlcose F=IBl=- = R 直で上R BI P 10 > [補足] A]\T (E-vBlcos0) Bl 10 B F R 25 191 21 が受ける斜面方向の力について,v=0 の場合のF (=) 50 Bに垂直 04t vat cose

問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X, Y が間隔で平行に置かれている。 2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が0となるように傾斜している。 水平 部分の左端には, 抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池E が接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値 R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒 PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒 PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをgとして、以下の問に答えよ。 a R b E E [OR] とも P P' R, m B レール Y CH レール X 図1 2 01 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度vo を与えたところ,やがて PP' はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 2m1 問1 金属棒PP' の速さがとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P' か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, 4, B, v を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗 R と金属棒 PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け。 R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBL = 2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, m, a, Ⅰ l, B を用いて表せ。 ma = - IB l (4) 加速度αを, m, R, L, B, を用いて表せ。 _VBl VB22 a=-VBLXBlxmm 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に、 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 2 /mao² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり,その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ｡ F 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを、 W, P, m, g, 0を用いて表せ。 - 38-

この問題で力の向きはわかったのですが、なぜ移動の向きが右向きになるのか分かりません。

519 イオンが受ける力 シャーレの内壁に金属環Bを はめ、中央に電極Aを置いて硫酸銅水溶液を入れる。 A, Bに電池をつなぐと, 溶液は回転を始める (図)。 Aから Bの向きに移動する Cu²+, 逆向きに移動する SO2は, それぞれ図の(ア), (イ) のどちら向きに回転するか。 例題 71 T mmmmmm B (ア) N A イ) S

高校物理　LC振動回路 Ⅱの（1）の答えが0A になるのですが、その理由がわかりません。 抵抗R2に電圧がないから流れないとあったのですが、導線で繋がっているので、 V=IR2　 の電圧があるのでは、と考えてしまいます。 間違っている点を教えてください。

3 図1でEは起電力 E [V] の電池, R1, R2 はそれぞれR, [Ω], R2 [Ω] の抵抗, Lは自己 インダクタンスLのコイル,Cは電気容量 C [F] のコンデンサー, S1,S2, S3はスイッチ である。以下の設問に答えよ。 ただし, 電池およびコイル内の内部抵抗は無視できる。また, 電流は図1の矢印の方向を正, ab間の電圧はa側が高電位の時を正とする。 I 最初すべてのスイッチは開いており、またコンデンサーは帯電していない。 S を閉じ て十分に時間が経過するとコイルLに流れる電流が一定となった。 コイルLに流れる電流 および蓄えられるエネルギーはいくらか。 E S1 R1 L a b 図 1 (5) 二つのスイッチがいて およびCを用いて ab間の電圧 S 2 R2 0 S3 C AL Raforom TVLC 2T LC コイルの電流 TVLC 2T LC 図3 → +[s] 図2 t[s] (6) S.を閉じ、かつ ⅡⅠの状態でスイッチ S2 を閉じた。 (1) スイッチ S2 に流れる電流はいくらか。 (2) その後, スイッチ S」 を開いた。 その直後のスイッチ S2 に流れる電流, ab 間の電圧, および抵抗 R2 で消費される電力はいくらか。 (3) その後コイルLを流れる電流は減少する。 減少の速さは R2 の大小によってどう変わ るか。 理由とともに記せ III ⅡIでは,Iの状態でスイッチ S2 を閉じた場合の現象を考えた。ここでは,と異なり, I の状態でスイッチ S2 のかわりにスイッチ S3 を閉じた。 (1) その後、スイッチ S, を開くとコイルLに流れる電流は図2のように正弦波的に振動 した。 周期は2π√ LC [s] であった。 図3の座標を写し,その上に ab間の電圧の時間変 化の様子を描け。ただし, スイッチ S を開いてからの時間をt [s] とする。 (2) コイルLの電流が0 [A] となった瞬間に,スイッチ S3 を開いた。 コンデンサーCに 蓄えられる電荷はいくらか。

なぜ点Dの電位差は-100Vになるのですか？0Vではないのですか？

485 電位 図の回路において,Eは内部抵抗の無視 できる起電力 100Vの電池であり, それぞれの抵抗は, R=20Ω, R2=30Ω, R3 = 50Ω, R = 100Ω である。 Sはスイッチを表し, Gは接地されている。 (1) スイッチSが開いているとき, 点A,B,C,D A の電位はそれぞれいくらか。 (2) スイッチSが閉じているとき, 点A,B,C,D DE S E100V R1 20 R3 50 C R₂ Bo R₁ B G =

並列回路中では電圧は等しいはずなのに、C1C2に加わる電圧は電気容量の逆比に等しくなるという関係をを使って求めなくてはいけないのですか？

461. コンデンサーの接続 図において, C1, Cz, C3 は 電気容量がそれぞれ 20μF, 30μF, 40μF のコンデンサー, Eは20Vの電池, Sはスイッチである。 はじめ、すべて のコンデンサーの電気量は0であり, スイッチSは開い てある。 次の各問に答えよ。 (1) C, C2 の2つの合成容量はいくらか。 (2) C1, Cz, C3 の合成容量はいくらか。 次に,スイッチSを閉じる。 (3) C1, および C2 の両端に加わる電圧はそれぞれいくらか。 (4) C1, C2, C3 にたくわえられる電気量はそれぞれいくらか。 20MF Gift 1+ 30 juf C2 GIF C3|| E 101 20V 40MF S 例題61

この問題が文章から分からないことがあります。 このシャーレとは何ですか？湾曲した金属板の事で合ってますか？ 電流の向きは図で言えば、AB間の直線のB方向が電流の向きですか？ そうしたら、力は図の矢印方向にはたらくと思うですが、自分からしたらこの力は金属環の側面に垂直にはたら... 続きを読む

IV 519. イオンが受ける力 シャーレの内壁に金属環Bを はめ, 中央に電極Aを置いて硫酸銅水溶液を入れる。 A, Bに電池をつなぐと, 溶液は回転を始める (図)。Aから Bの向きに移動する Cu²+, 逆向きに移動する SOは, (ア)、 それぞれ図の (ア), (イ) のどちら向きに回転するか。 mmmmmmmm B 08 N A (イ) S 12

以前にも質問させていただきました。 写真についてですが、この導体棒が回路に繋がれていない時は、ローレンツ力と静電気力が釣り合っていて、この導体棒を回路に繋ぐとP→Qに向かって電子が流れますが、この現象の理解にあたって、「物体が置いてあるテーブルを引き抜くと、(垂直効力がなく... 続きを読む

V=vBlのルーツをさぐってみよう。導体棒をvで動かすと,中の自由電 子は P→Qの向きのローレンツ力 evB を受けて移動し(図a), Q端に集ま る。 一方, P端では電子がいなくなって + が顔を出す。 この +, - が P→Qの向きに電場Eをつくり、残りの 自由電子は evBとは逆向きの静電気力 FeEを受ける。電子の移動とともにEが 増し, やがて eE=evB となって力がつ り合うと,電子の移動は止む(とは言え, アッという間のできごと)。E=vBが電 場の最終値だ。 PQ間の電位差はV=El=vBl で P が高電位側なので図cのような電池に なっている。 図 a 図b 図 C ローレンツ力と要場の2つの力を 受ける P P 高電位 電流が流れる 電磁力 磁場中で 荷電粒子が動くローレンツカ 誘導起電力 金属棒が動く BA eE V evB evB Q 低電位 F=IBU f=guB V=vBl (いずれも垂直成分が命) ちょっと一言 ローレンツ力が電磁力と誘導起電力の原因になっているという認 識も大切。 磁気ではいろいろな量の向きの決め方が登場したが,電流がつくる 磁場は右ねじで,電磁力, ローレンツ力は1つの方法 (たとえば左手) すいしょう で扱える。 誘導起電力は右ねじが推奨法。