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物理 高校生

物理第一学習社電磁気章末問題 1〜3を教えてください!お願いします!

1盛場中の電流が受ける力●磁東密度2.0Tの鉛直上 向きの一様な磁場の中で,図のように,水平となす 張る。質量0.50kgの金属棒 PQを導線に垂直に渡 3ホール効果 金属などの中を流れる電流に対して、垂直に磁場をかけると、電流と磁 の両方に垂直な方向に起電力が生じる。この現象を,ホール効果という。 た,ホール効果によって生じる電圧を,ホール電圧という。 ホール効果の説明 電流I(A)が流れている金属板に,電流の向きと垂直に破事を。 B(T]の磁場をかける。このとき, 金属板の内部を運動している電荷 -e[C), 速さ。 [m/s)の自由電子は,ローレンツカ evB(N]を受け、運動の向きが曲げられて面p。 集まる(図因a))。このことから,面Pは負, 面Qは正に帯電し、金属板の内部には Qから面Pの向きに電場が生じる。この強さをE(V/m] とすると、電子は,ローレン ツカ euB(N]と,PからQの向きに電場による力 eE[N)を受ける。これらの力がつn あうまで,電子は面Pの側へ移動し続け,PQ間の電場が大きくなっていく。やが つりあいの状態になったとき、電子は,金属板の中を直進するようになる(図b) このとき, eE=evB であり,電場の強さ E[V/m]は,次式で表される。 本」 Hal votage が 30°となるように,2本の導線を49cm間隔に 特cn 一定の電流を流すと,金属棒 PQは静止した。 述の向きと大きさを求めよ。ただし,金属様 PO と導線の間には,摩擦がないものとする。 2.0T 30) 電源装置 西線電流とコイル 真空中で,十分に長い直線状の 電線に,上向きに電流1が流れており、導線と同一 平面内の,一辺の長さaの正方形コイル ABCD に ;時計まわりの向きに電流iが流れている。コイ ルの辺 AD は導線と平行で,導線からxだけはなれ ている。真空の透磁率を として,正方形コイル が受ける力の合力の向きと大きさを求めよ。 E=vB (75) ここで,金属板の厚さをh[m), 幅をdlm), 金属中の単位体積あたりの電子の数を n(個/m)とすると,式(31)から,1=env·hd となり,電子の速さ [m/s)は、 enhd と表される。したがって,ホール電圧 VIV]は, 式(8)を用いて,次のよう に求められる。 リー a- C 式(8) 『=Ed 式(31) 1=enuS Op.253 V=Ed=vBdー IB …(76) Op.224 ビントコイル ABCD が、自身におよばす力の合力は0である。 enh 「標準 半導体には,ホール効果が顕著におこる ものがあり,磁束密度を測定するための磁 気センサーなどに利用されている。 注意 キャリアが正常両の場合 帯電の仕方が負電荷の場合と逆に なり、面Pは正,面は負に帯電 3ローレンツカ●図かように,*軸に平行な磁東密度Bの一 様な磁場の中で、質量m, 電荷 q(>0)の粒子が、x軸との なす角が6となろように, 原点0から xz 面内に速さゅで 発射された。粒子を軸の正の向きから見ると、等速円運 する。 動をしている。次の各問に答えよ。 (1)円運動の半径と展期をそれぞれ求めよ。 (2) 発射されてから粒子が最初にx軸を通過するまでに、 粒子がx軸方向に進んだ距離を求めよ。 B ホール電田 金属板 V 面Q 電場から受け る力eE 面P folh 電場E ヒント粒子の運動を,磁場に垂直な面内と、磁場の方向に分けて考える。 面Q 面P 面Q 面P |基本 BO BO 4ホール効果●図のような直方体の形をした半導体に、 磁場 上向きに一様な磁場をかけて、 右向きに電流を流し ロー 電流 22 ま .40A, 12V 問23 5V, 1.0×10 ES 2d 節末問題 Rry (2) R+r。 R+r。 経習1(p.247)(1 (3) 図a 2(1) 2.0mA(2) 7.0V (3) 3.0mA B(1) 3.0mA,6.0V, 1.2×10-C (2) 1.0mA, 4.0V, 8.0×10*C (1) V+100/=5.0(2) 略(3) 20mA 第3節●電流と磁場 (p.278~299) 間44 2.5×10°N/Wb 問45 1.6A/m, 紙面に垂直に裏から表の向き 即6 時計まわりに1.6A S 立置 2d (G+2)eS 5ES 12d 虚像,正立 3d 翌24 0.10J 問25 1.2×10-J 防末問題 I AからBに向かって(2+/2)dの点 2 日(1) 7.2×10'N/C, Oからdの向き(2) 0V 2AQ 問47 15A/m 問48 東向きに6.3×10-N 問49 PからQの向き、0.38T 問50 右向き,4.0×10-4N 問51 (1)鉛直上向き、1.2×10-T (2) BからAの向き、3.6×10“N 問52 1.6×10-17N 5a 日 (1)点0… 点C…20 は下方から見 2k0g (2) 25ma なる部分は下 5 C-5.0×10- C, Cy…2.0×10-C C…3.0×10-C B A…6.0×10-4C, C…-2.0×10C 2元mcos 0 qB 電子の場合N, 正電荷の場合…M 第4節●電磁誘導と交流 (p.300~339) 間54 4.0×10-3Wb 問55 0.36A. PからQの向き 問56 00.10V, a→d→c→b→aの向き の0.10V, a→b→c→d→aの向き 問57 (1) 5.0×10-V (2)Q 練習1(p.306) 10"個 問53 紙面に避直に裏から表の向き, 日 (1)倍(2)-G PAd 2.S 第2節●電流(p.252~277) 問26 0.25A 問27 1.3×10*m/s 節末問題 QからPの向き、2.9A 日(1 Q 2S ia 2 左向き、 2エx(x+a) 45 78 ,周期2xm qB PN/C B(1) 半径 sin6 解答一覧 427 (2) P(3) Q(4) Q (5) Q(6) Q 間58 両者は等しい 問59 時計まわり 問60 30V 間61 0.25J 問62 0.60V, P 問63 0.20V 問64 141 V, 実効値…5.0A, 最大値…7.1A 問65 3.1×10°0, 3.2×10-A 76 4/m 8u Alm 問6 -sm 50t-)または一2co -cos50元 OW 問67 1.0×10°Q, 1.2A

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物理 高校生

光 図アの光は上向きだから、下から見ると図アの光は見えませんよね?? 同様に図ウの光は上からだと見えませんよね?? だから上から見た時と下から見た時のの光の干渉の仕方が変わってくるという解釈であっていますか??

問題100 では,2枚のガラス板の間のくさび形の空気層によ 渉する。千渉稿は,レンズと平面ガラスの接点を中心とする同心円に なる。これをニュートンリングという(中心付近は暗い円板になる)。 る千渉を調べたが, ニューントリングも同様に, レンズと平面 ガラスの間の空気層による干渉である。上から見たとき, 解答 解説141 101 の 問2 の 問3 の 問1 レンズと平面ガラスのすき間の部分で経路差が生じ, 光が干 問4 0, 0 問1 に、隣り合う明リングのdの差は今であるから, 中心から離 d B れるにつれて明リングの間隔は狭くなる。よって干渉縞の間隔 は中心から離れるにつれて狭くなる。 問2 隣り合う明リングのdの 図ア は、 差はっであり,青の光の波長は赤 2 の光の波長より短いから, 青の光 の方が干渉稿の問隔は狭い。 問3 光のエネルギーを考えれ ば,反射光が強いとき, 透過光は 弱くなることは明らかである。し たがって, 平面ガラスの下から見 れば,上から見た干渉縞の明暗が 逆転した縞が見える。 答は②。 また,千渉の条件からも考えることができる。上から見た場合, 図アの点Bで反射する レンズ 中心 明 明明 平面ガラス 図イ ときに位相がェずれることに注意して, 干渉の条件は, m=0, 1, 2, …… として, (m+)(強め合う) 2d= 1m> (弱め合う) である。一方,下から見た場合, 図ウの点A, Bの反射により2 回位相がェずれるから, 千渉の条件は, (強め合う) 下がら児たときに光が 2d= n+ (弱め合う) Tだに フォ うけ向中 である。これらから, 上から見たとき強め合えば, 下から見たとき弱め合うことが分かる。 うぞじゃないと見えなり。 の) ー たんら、図のE下は) みえスいが 明 イノに変えて、

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物理 高校生

高校物理、電磁気の磁場の問題です。基本問題ならできるのですが、画像のような応用問題が分かりません。 分かる方おられましたら是非教えて頂けないでしょうか?特に(3)以降が本当に分かりません(´;ω;`)ウッ…

a0 解答欄 (5X6) \Pi 交わっている。また, 図2のようにムに対し角0 [rad) 傾き, 点P, でx軸と直交 を(N/A°) として, 以下の問いに答えよ。 95 直線電流がつくる磁界 II 音空中で、図1のように, 2軸軸に沿って直線電流」(A)があり, 点P,でx軸と P。 Ps P 2 よる直線電流ムがある。点P, と点P,の間の距離は , [m) である。真空の透磁率 P3 PA (N/A] として,以下の問いに答えよ。 を o 日日(2). (4), (5)の図示は, 解答欄(3), (4), (5)の補助の図を利用せよ。 解答欄6は、 x P3 x *X 白由に作図してよい。また, Oは紙面に垂直で紙面の裏から表に向かう方向を示し, (富山大) 補足説明:IL, の単位は [A), 12, 13の単位は [m〕 として解答すること。 円周率 πを解答に使用してもよい。 Z 14 I。 y I。 P。 P。 Is X Pi P2 13 12 Ps x 図2 )電流』から距離らだけ離れた×軸上の点P,における, 電流』による磁界互 の大きさ H、はいくらか。 図1 2) 点P, において, 電流石による磁界H。の大きさ H,はいくらか。 ただし、 れくねとする。 ら見た図とx軸から見た図を記入せよ。 また, その大きさ H を求めよ。 答えに H、, H。を使ってもよい。 Pにおける 1, およびんにょる合成磁界H=H+五はどうなるか。 2 軸か (4)図1のように、 点 P, を横切り、v軸に平行な直線電流I, を考える。点 P, に おいて、 Hおよび瓦によって直線電流ムにかかる1mあたりの力 F, の大きさ 3 F。 を求めよ。 また, その方向を図で示せ。 答えに H, H, を使ってもよい。 (5) 上で, 点 P。 からy軸の正方向に s 離れた点P。を考える。0=0 とし, 点P。 での耳, 五および互を図示せよ。 3 (6) 間(5)において, Hにより I,上の点P.にはたらく力 F。の向きを図示せよ。 3

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