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物理 高校生

(3)なのですが、電流はvが一定値だとながれないのですか??? 速さがあれば電流は流れると教わったのですが…

[n] 16. 電磁誘導 191 発展問題 335,336 P 電磁力と誘導起電力 発展例題 34 鉛直上向きに磁束密度Bの一様な磁場中に, 2本の 直線導体のレールが間隔で水平に置かれ, 内部抵抗 スイッチ AB 「の無視できる起電力 E の電池, 抵抗値R の抵抗およ A びスイッチに接続している。 レール上の導体棒PQ RO は、レールと垂直であり,なめらかに移動できる。 EZ (1) スイッチを閉じた直後, 棒PQが磁場から受け る力の向きと大きさを求めよ。 Q (2) 棒 PQ の速さがvとなったとき, 棒 PQ に流れる電流の大きさはいくらか。 (3) 棒PQ の速さは一定値に近づく。 この速さはいくらか。 大から,P→Qの向きであ P 指針 (1) スイッチを閉じた直後には、 棒PQにまだ誘導起電力は生じていない。 り,Pが低電位,Qが高 電位となる。 棒PQは, ◎B OR v Bl (2) 速さがv1 のとき, 誘導起電力はBである。 棒PQ を起電力 , Blの電池とみなし、キルヒ (ホッフの第2法則を用いる。 誘導起電力を生じる電池 とみなすことができ, p = E が負極、Qが正極となる Q (3) 速さが一定となるとき, 慣性の法則から、棒 PQにはたらく水平方向の力は0となる。 解説 (1) スイッチを閉じた直後, 棒PQ の誘導起電力は0である。 棒 PQ を流れる電 E 流はQPの向きに, I = である。 棒PQ Betono R (図)。 したがって、 誘導起電力は、電池の起電 力Eと逆向きに Blである。 PQ を流れる電 BADER 流をとすると, キルヒホッフの第2法則から、 E-v, Bl* E-vBl=Ri i== ARO 平木 (3) 一定の速さをvとする。 このとき, 棒PQに はたらく水平方向の力は0 となるので, 流れる 電流も0である。 (2)のiの式を用いて が磁場から受ける力の向きは, フレミングの左 手の法則から、図の右向きとなる。 力の大きさ EBU Fは, F=IBl= AVE-VBl. E E435 R 0=1 ひ= R BU (2) 棒PQ に流れる誘導電流は, レンツの法則 -VOS $

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物理 高校生

(3)をわかりやすく教えてください🙇‍♀️✨

基本例題 2 速度の合成 流れの速さが2.0m/sのまっすぐな川がある。 この川を、静水上を4.0m/sの速さで進む船で 移動する。 60 m 72m (1) 同じ岸の上流と下流にある, 72m離れた点A と点Bをこの船が往復するとき,上りと下り に要する時間 [s], [s] をそれぞれ求めよ。 8 (2) この船で川を直角に横切りたい。 へさきを向けるべき図の角0の値を求めよ。 ◆(3) (2)のとき, 川幅60m を横切るのに要する時間 t [s] を求めよ。 指針 (2) 船(静水上) の速度と川の流れの速度の合成速度の向きが、 川の流れと垂直になればよい。 調圏 (1) 上りのときの岸に対する船の速度は [注] 川を横切る船は, BAの向きに 4.0+(-2.0)=2.0 へさきの向きとは 95 60° 72 異なる向きに進む。 m/sだから = 36s 2.0 (3) 合成速度の大きさを 4.0m/s 下りのときの岸に対する船の速度は [m/s] とすると, A→Bの向きに 4.0+2.0=6.0m/s だから = 12s 直角三角形の辺の比より v=2.0×√3m/s 72 6.0 この速さで 60mの距離を進むので 60 60x√3 =10√3s 2.0×√3 2.0×3 (2) 船が川の流れに対して直角に進むの で、右図のように, 船 (静水上) の速 度と川の流れの速度の合成速度が 川の流れと垂直になる。ここで, △PQR は辺の比が1:2:√3の直 角三角形である。よって8=60° ここで,31.73 として t=10×1.73=17.3≒17s [注 √3=1.732... や, 2 = 1.414…. など の値は覚えておこう。 2.0m/s 4,5,6 解説動画 2.0m/s V 7.09 P2.0m/s

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物理 高校生

(2)の解説でh-½—gt₁²となっていますがhからひくのはなぜですか?

1.平面運動と放物運動 9 発展例題1 放物運動と相対速度 発展問題11 図のように,地面上の点Oから,小球Aを初速vo,仰角0で投 れげ出すのと同時に,点Oの真上に位置する高さんの点Pから,小 球Bを水平に投げ出したところ, A, Bは空中で衝突した。重力 木 加速度の大きさをgとして,次の各問に答えよ。 (1) 小球Bの初速を求めよ。 (2) 投げ出されてから衝突するまでの時間を求めよ。 (3) 投げ出されてから時間t経過後(衝突前)の,Bから見たAの相対速度を求めよ。 P 小球B h Vo 小球 A 人 (1) A, Bの速度の水平成分が等 (3) A, Bの速度を しいことを利用する。 (2) 衝突したとき,A, Bの地面からの高さが同 じになる。これを利用して時間を求める。 (3) A, Bの速度ベクトル vA, UB を図示する。 Bから見たAの相対速度は, ひA- UB である。 解説) の水平方向の運動は,速さがそれぞれ vCos0, UB0の等速直線運動となる。空中で衝突するこ とから, A, Bの水平方向の速度成分は等しい。 Va, UB とし,Bから 見たAの相対速度を VBA とすると,これ らの関係は,図のよ うに示される。va, びgの水平方向の速 度成分は等しく, VBA は鉛直上向きとなる。鈴 直上向きを正とすると,A,Bの速度の鉛直成 分vAy, VBy は, Vay=Vo sin0-gt 相対速度 UBA は, UBA V0 CosO vo COsO VB (1) Bの初速を VBo とする。A, B VB0=Vo COs0 VBy=-gt (2) 衝突時では,地面からA, Bまでの高さ yA, Vsは等しく,yA=ys となる。したがって,衝突 するまでの時間をもとすると, VBA=UAy-UBy-= Vosin0-gt-(-gt) = Vo sin0 したがって,鉛直上向きに v,sin0 usind-4-5のポーカーラ 1 =h 291,2 h t= V sin0 発展問題12,13

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物理 高校生

(1)の解説のところなんですけど、なぜ空中で衝突することから、A,Bの水平方向の速度成分が等しいことがわかるんですか?

1.平面運動と放物 発展例題1 放物運動と相対速度 発展問題11 図のように,地面上の点Oから,小球Aを初速 vo,仰角0で投 れげ出すのと同時に,点Oの真上に位置する高さんの点Pから,小 球Bを水平に投げ出したところ, A, Bは空中で衝突した。重力 木 加速度の大きさをgとして,次の各問に答えよ。 (1) 小球Bの初速を求めよ。 (2) 投げ出されてから衝突するまでの時間を求めよ。 P 小球B h Vo 小球A 0 (3) 投げ出されてから時間 t経過後(衝突前)の,Bから見たAの相対速度を求めよ。 指針(1) A, Bの速度の水平成分が等 しいことを利用する。 (2) 衝突したとき, A, Bの地面からの高さが同 じになる。これを利用して時間を求める。 (3) A, Bの速度ベクトル vA, VB を図示する。 Bから見たAの相対速度は, vA- UB である。 解説) の水平方向の運動は,速さがそれぞれ vcosθ, UBoの等速直線運動となる。空中で衝突するこ とから, A, Bの水平方向の速度成分は等しい。 (3) A, Bの速度を VA VA, UB とし,Bから 見たAの相対速度を UBA V0CosO UBA とすると,これ らの関係は,図のよ うに示される。Va, Vgの水平方向の速 度成分は等しく, vBa は鉛直上向きとなる。鉛 直上向きを正とすると,A,Bの速度の鉛直成 vo CosO VB (1) Bの初速を VBo とする。A, B 分 VAy, VBy は, Uay- Vo Sin0-gt 相対速度 VBA は, VBo=V0 COs0 VBy=-gt (2) 衝突時では,地面からA,Bまでの高さ yA, VB は等しく, Va=VB となる。したがって, 衝突 するまでの時間をむとすると, VBA=UAy-UBy= Vo sin0-gt-(-gt) =vosin@ したがって,鉛直上向きに v,sin0 みsin0-4,-5のポーカー号の 1 h 76. t= 1 =h Uosin0

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物理 高校生

2番の(2)についてこのように立式できる理由を教えて下さい

図のように, 下向きの磁東案度の大きさがBの一様磁場を考える。この磁場中に、 千住aの円形レール二つを十分離して、 磁場に対し垂直に固定する。それぞれの円形 レールの上に,図のように金属棒をのせる。金属棒は円形レールと A, A°で接してお り, 円形レールの中心0. 0'の回りを, 自由に回転できるものとする。ここで, 円形 レールと金属棒の摩擦は無視する。衝線を使い、図のような電気回路を作る。Sはス イッチ, ァとRは抵抗値がァとRの電気抵抗を意味する。 また, 電気抵抗Rの両端をC Dと呼ぶことにする。 右側の金属棒に外力を加え続け,図で示される方向に一定の角速度ので, 常に回し 続けるものとする。円形レール, 金属棒,電線の電気抵抗は無視するものとして以下 の問に答えよ。 II はじめに,スイッチSを開いておく。 (1) OA間に発生する誘導起電力の大きさを求めよ。 (2) 抵抗Rに流れる電流の大きさを求めよ。 また, その方向は「C→ DJ, 「D→C」 のいずれであるか答えよ。 I 次に,左側の金属棒を動かないように固定し, スイッチSを閉じる。 (1) 0'A'間を流れる電流の大きさを求めよ。また, その方向は「O'→ A'], 「A'→ O」のいずれであるか答えよ。 (2) 0'A'間に発生する金属棒を回そうとする力の方向は, 右側の金属棒の回転と 「同方向」,「逆方向」 のいずれであるか答えよ。 I 次に,左側の金属棒を自由にしたところ, 一定の角速度の"で回転する な った。 (1) 0'A'間を流れる電流の大きさを求めよ。 (2) 0'A'間に発生する誘導起電力の大きさを, @', a, Bを用い の起電力によって作られた電位は, 0, A'のどちらが高 (3) o'をo, r, Rを用いて表せ。 (4) rを固定し,Rを変化させることを考える。 このとき び無限大の極限で, o'の値がどうなるか理由と共に簡単に -32-

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