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物理 高校生

この大問の2、3、4が分からないので教えてください。

時限 6 光電効果に関する次の文章を読み,下の1~4に答えよ。 【思考 判断·表現) 図1のような装置で光電効果の実験を行った。実験では, 赤, 桜,緑,青の4色のフィルターを使用した。 これらのフィルターは, 表に示す波長入 [m] の光のみを通すものとする。実験の結果,電圧計で測定された 電圧 V[V) と,電流計で測定された光電流I [A]の間に図2のような関係が得られた。光の速さを c=3.0×108 [m/s), 電気素量を e=1.6×10-19 [C] とする。 数値は有効数字2桁で答えよ。 1 表に示す波長入 [m] の光の振動数 v フィルター 入 [m) v [Hz) Ev (V) [Hz]を求め,(a)に適する数を入れよ。 赤 6.1×10-7 4.9×104 2 光電管に当てた光の振動数がv [Hz) 5.6×10-7 5.4×104 のとき,陰極から放出される光電子の 緑 4.8×10-7 速さの最大値を [m/s] とする。 青 4.3×10-7 7.0×10'4 1 -mur? を満たす電圧 Ev [V] を 2 eEv= 図2より求め,(b)~(e) に適する数を入れよ。m [kg〕 は電子の質量である。 3 表の結果を用いて, v [Hz]と E, [V] の関係を解答用紙にかけ。 43のグラフから, プランク定数h [J·s] および実験で使用した光電管の陰極に使用されている物質の仕事 関数 W [eV] を求めよ。ただし,1 [eV] は1.6×10-19 [J] とする。 図1 図2 光電管 ×10-6 120 光 源光 陽極 光電子 陰極 100 80 A 電圧V フィルター 60 [A] 40 26 可変抵抗 20F 0 -2 -1.5 -1 -0.5 0 アース 電圧V(V] 青緑 澄赤 光電流 電池

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物理 高校生

最後の問題のエネルギー収支の式の立て方がわかりません。 わかる方いれば、ご教授願います。

27 斜面上の導体棒による電磁誘導( 1999 信州大) 図に示すように, 鉛直上向きの一様な磁場(磁東密度B(T))中に, 2本の平行な十分に長い レールがあり,その上に質量 m[kg] の導体棒PQ がレールに直角に置かれている。レールは 間層m]に保たれており, 水平とのなす角度を変えることができる。レールには内部抵抗の 無視できる起電力EV] の電池とRT&] の抵抗が接続されている。レールと PQの電気抵抗 は0であり,両者は常に電気的接触が保たれる。 レールと PQの間には摩擦はない。重力加速 度の大きさをg{m/s°] として, 以下の問いに答えよ。 I.水平面とレールのなす角度が 0。のとき, PQを静止させるために外から加える力の大きさ が0であった。 tanθ,の値を示せ。 II. 水平面とレールのなす角度を θ。よりも小さい角度θにする。外から力を加えて静止状態 を保ち,その後, 力を取り去ったところ, PQはレール上を運動し始めた。ただし, レールは 十分に長いものとする。 (1) PQが運動する向きはレールに沿って上向きか下向きか。 (2) PQの速さがひ [m/s] となった瞬間の, PQに生じる誘導起電カの大きさ,およびその 向きを求めよ。 (3) PQの速さが“[m/s]となった瞬間の, PQのレールに沿った上向きの加速度を求めよ。 (4)十分に時間が経過した後, PQ は一定の速さで運動するようになる。このときの速さを 求めよ。また,このときの電池が供給する電力を求めよ。 E(V] B(T) R (Q) Q Im] P 水平面 -123-

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