⑵で「抵抗をつなぐと」とありますが、抵抗をつなぐ前にも誘導電流は生じているのではないのでしょうか？ 解説を読むと抵抗がついてから誘導電流が生じているような書き方をしていて、この説明の真意は何なのかが分かりません。 拙い説明で申し訳ないですが、回答よろしくお願いします🙇🏻‍♀️

At 11 電磁誘導 指針 図aのような, 巻数 100, 断面積 3.0 |×10-4m² のコイル内の磁束密度 |B[T] が,図b のグラフのように 変化する。磁束密度はコイル内で は一様であるとし,図aの矢印の 向きを正とする。 B B[T] A a 4.0- B 打ち消す 2.0 t(s) 磁束の変化 図 b (1) コイルのAB間に生じる誘導起電力の大きさは何Vか。 (2) AB間に抵抗をつなぐと, 流れる電流の向きは①か② のどちらか。 ①A→コイル→B ②B→コイル→A 誘導起電力の大きさは,v=-N24」で求める。誘導起電力の向きは、レンツの法則 (p.309) で判断する。 解 (1) ⊿t 2.0sの間に磁束密度は⊿B=4.0Tだけ増加している。 「Ø=BS」 (p.297(70) 式) より, 磁束の変化 40と4B の間には, 4D = ⊿BS. が成りたつ。 ファラデーの電磁誘導の法則より V =|-2|= 40 AB S N = =N- At At = = 100 x 4.0 × ( 3.0×10 -4) = 6.0×10-2V 2.0 誘導起電力を求める際 は、磁束密度の変化で はなく磁束の変化を考 える点に注意する。 (2) AB間に抵抗をつなぐと, コイルには外から加えられた磁束の変化を 打ち消すために,下向きに磁束を生じるような誘導電流(B→コイル →A→抵抗の向き)が流れる。よって ② 14 断面積 S[m²], 巻数 Nのコイル内の磁束密 度B[T] が, 図のように変化する。 磁場はコ イル内では一様であるとする。 ①~③の区間 B↑ Bo

この問題の（4）で（ΔB/B）^2の項は無視してるのにΔB/Bの項は無視していないのはなぜですか？

133. <ベータトロン〉 時間変化する磁場による荷電粒子の加速について考えよう。 図のように、原点Oを通り互いに直交するx軸, y 軸, z軸をと る。 AB (1) 等速円運動する荷電粒子の速さを求めよ。 2軸の正の向きに一様で時間変化しない磁場が加えられてお り,その磁束密度の大きさをBとする。この磁場中に質量 m, 電荷 g (>0) の荷電粒子を入射したところ,xy 平面上で原点O を中心とする半径rの等速円運動をした。 y m x v 荷電粒子の円運動は,半径rの円形コイルを流れる電流とみなすことができ,円形コイル を貫く磁束はBで与えられる。このことを用いて, 磁場を時間変化させたときの荷電粒 子の運動について考える。ただし,この電流がつくる磁場は無視できるとする。円形コイル 内部と円形コイル上の磁束密度の大きさを時間とともに一様に増加させる。増加を開始して から微小時間 ⊿t 経過したとき,磁束密度の大きさは微小量⊿B (>0) だけ増加した。 なお、 (4)(5)では2つ以上の微小量どうしの積は無視して計算すること。 (2) 円形コイルに誘導される電場の大きさを求めよ。 闘 (3) 誘導された電場により荷電粒子の速さは増加する。 その理由を述べ, 速さの微小な増加 量⊿v を求めよ。 *(4)磁場の増加により円運動の半径は変わらないと仮定して,荷電粒子にはたらくローレン ッカの大きさと遠心力の大きさを計算し,ローレンツ力は遠心力より大きいことを示せ。 したがって,磁束密度を一様に増加させると軌道が円からずれる。 元の円軌道を保つには, 磁束密度の増加量を一様ではなくすればよい。 このとき,円形コイル内部の磁束密度の大き さの平均値をĒとすると,円形コイルを貫く磁束は2万で与えられる。微小時間⊿t経過 する間に, Bを微小量 4B 増加させ, 円形コイル上の磁束密度の大きさを⊿B'増加させたと ころ,もとの円軌道が保たれた。だだし、磁束密度の大きさはz軸からの距離と時間だけに 依存するものとする。 (8) AB4B' の比 AB AB' を求めよ。 〔22 大阪公立大〕

Aには作用・反作用の法則より壁がAを引っ張る力は、はたらかないんですか？

B mm mmm 例題24 ばねの合成ともにばね定数 k=50N/m のば ねAとばねBがある。 ばねAの一端を壁に固定し、他 端をばねBの一端と直列接続した。 ばねBの他端を F=2.0N の力で引くとき, それぞれのばねは自然の長さから何cm伸びるか。 解説を見る 条件=50N/m.A kx₁ ポイ つり合い→1つの物体にはたらくカ B kx2 -2.0N • F=2.0N0000000020N 解答 ばねAとばねBがそれぞれ [m][m]だけ伸びたとすると、作用・反作用の法則より, ばねBは 手から 2.0 N の力を受ける。 ばねBにはたらく力のつり合いから、 kXx2-2.0N =50N/mxxz-2.0N = 0 よって, x2=0.040m=4.0cm また, 作用・反作用の法則より ばねAはばねBから 2.0Nの力を受ける。 ばねAにはたらく力のつ り合いから, kxx-2.0 N=50 N/mxx₁-2.0 N=0 よって, z=0.040m=4.0cm

・（４）の二枚目の写真のオレンジの波線で引いてあるところで⊿Rがたされるのは問題文の⊿R/R=k•⊿L/Lの条件があるからですか？ ・(5)で二枚目の写真の「流れる電流が抵抗値に反比例する。よって電流の大きさはR/R倍になる」のところがなぜそうなるのか分かりません。 ・(６... 続きを読む

設問(4) 図3のように、可変抵抗 Y, 抵抗値が の抵抗 Ri.抵抗値が 5 r の抵抗 R2 電 圧計 ① そして電池を用いた回路に抵抗体Xを組み込む。 抵抗体 X が変形す る前の状態 (長さL, 抵抗値R)では,可変抵抗Yの抵抗値が のとき,電圧計 ①の指示値が0であった。抵抗体Xの長さをだけ伸ばしたときは、可愛 抵抗 Yの抵抗値を ⊿r だけ増加させたときに電圧計の指示値が0になった。 抵抗体Xの伸びAL と抵抗値の増加 4R との間にはんを定数として ARov AR AL =k- の関係が成立するものとして, 4L を R. Ark, L を用いて表せ。 R L 設問(6) 図3における抵抗体 Xと可変抵抗Yを抵抗R』 と抵抗R, に取り換え,電流計 A を接続して図4の回路を組んだ。 このとき, 電流計 A の指示値は 0.15A で、電圧計の指示値は30V (点a に対する点bの電位)であった。 抵抗 R1 の抵抗値は400Ω で, 抵抗 R』 の抵抗値は2600Ω, 抵抗 R2 と抵抗 R の抵抗値 は共に1000Ωである。 電圧計 の内部抵抗を1000Ωとして,この回路の点 cd 間の電位差を求めよ。 (x) R₁ r 図3 b a R2 d 価 設問 (5) 設問 (4)において, 点cd間の電圧は変化しないものとする。 電圧計の指示値 が0になるとき, 抵抗体 Xに流れている電流の大きさは,抵抗体が変形する前 と比べて変形した後では何倍になっているか。 また, 抵抗体 X における消費電 力は,抵抗体が変形する前と比べて変形した後では何倍になっているか。 変形 する前の抵抗体 X の抵抗値を R, 変形後の抵抗値をR' とし,それぞれをRと R' を用いて表せ。 0.15 c. 2600 Ra ⑩30V 全1000 d R₁ 40% h 図 4 R₂ 1000 f

(3)の三枚目の写真のR’-Rの式がよく分かりません

At t であ 物理 問題Ⅱ 図1のような長さL. 断面積 S, 抵抗値Rの抵抗体 X を考える。この抵抗体Xの左 右の端に大きさVの電圧をかけたとき、抵抗体Xの内部には一様な電場(電界) が生じ るものとする。 自由電子は電場から力を受けて一定の加速度で運動し、抵抗体X内の イオンなどと衝突し、 いったん静止する。 この衝突が一定の時間間隔で繰り返し起こ ると仮定すると、 自由電子の速さは時刻に対して図2のように変化する。 自由電子1個 の質量を電気量e (e>0) 抵抗体Xの単位体積に含まれる自由電子の個数を とする。 S 抵抗体 X 図 1 L 設問(1) 以下の文章が正しい記述になるように, (あ~か)に入る適切な数式をL.S.V. em,n, Tのうち必要なものを用いて表せ。 ( 抵抗体 Xの内部に生じる電場の強さは の大きさは (あ) なので,自由電子の加速度 であり自由電子の平均の速さは (う) 一方、この抵抗体Xの断面を時間の間に通過する自由電子の数は xv4t なので、この抵抗体 X を流れる電流の大きさは したがって, 抵抗体 X の抵抗率は (カ) となる。 である。 (え) (お) xvとなる。 この抵抗体 X に力を加えると,長さはL+4L (4L>0) になり, 断面積はS-AS (4S>0) になった。 この変形において、抵抗体 X の抵抗率は変化しないものとする。 ただし, LAL, S4Sとし, 1>|x|のとき (1+x)=1+pxの近似式を用い,また,微 小量どうしの積を無視するものとする。 設問(2) 抵抗体 X の長さがL+4L, 断面積がS-4Sのときの抵抗値R' を R, L, 4L, S, 4S を用いて表せ。 設問(3) 力が加わり変形しても抵抗体 X の体積が変化しないものとして, R'-R を R, L, 4L を用いて表せ。 速さ ・時刻 T 2T 3T 図2

(5)がよく分かりません

次に,音波のドップラー効果について考える。 壁 音源 U V vto 観測者 図 1 図1のように,水平右向きにx軸を取り、原点Oに音をよく反射する壁を鉛直に固定 する。壁のすぐ右側に振動数fの音源を置く。観測者はx=Lの位置で静止しており, 音源から出た音を観測する。以下では,音源から+x方向に出た音を直接音,音源から -x方向に出て,壁で反射された音を反射音と表す。音速をVとし,風は吹いていない ものとする。 音源は時刻 0から速さで+x方向に等速度運動し,時刻to のとき,位置x=vto (uto<L) に達し, そこで静止する。 時刻 to から時刻 2t0 まで音源は静止し,時刻 2to か ら速さで-x方向に等速度運動する。 そして、時刻 3to のとき,原点に達し,その 後,音源は静止し続ける。 音源は速さで動いているときだけ振動数の音を出し, 静 止しているときは音を出さないものとする。 また、音源は小さく, 時刻 0での壁との距 離は無視してよい。

3枚目のまるで囲んだところってどうしてこうなりますか？

設問(2) : x軸上を二つの正弦波 3, 4が伝わっている。 正弦波3の時刻t, 位置 xにおけ る変位ys は次式で表される。 ya A sin 2π a ( b t XC 正弦波4の時刻t, 位置 x における変位 ya は次式で表される。 t y4 A sin 2π 2π (+1) a これらの式において, A, a, b は正の定数である。 正弦波3が伝わる速さ を, A, a, b のうち必要なものを用いて表せ。 また,正弦波 3,4の合成波は定在波(定常波) になる。 0<x<bの範囲で生じ る定在波の節の位置x を A, a, b のうち必要なものを用いてすべて表せ。 必 要なら、次の三角関数の公式を用いよ。 a+B a-B sin a + sinβ=2sin- COS 2 2

モーメントの正負の付け方を教えてください。 時計回りか反時計回りかで判断する、というのは分かるのですが、この問題の回り方がイメージできません。 mgcosθとNは斜面に垂直な力なので、そこに力を加えても動かないのでは、と思ってしまいます。Nがmgsin θと同じ向きになるの... 続きを読む

いを ーメ 2 A C BES 左図のように, 一様な物質でできた断面 ABCD をもつ質量mの直方体 がある。AB=CD=24,BC=DA=aであり,点 Gは直方体の中心の 位置を示している。直方体を,傾き角 0 が変えられる斜面に置く。重力加 速度の大きさをg とする。 (1) 直方体のBC を含む面にはたらく、斜面からの垂直抗力の作用点が, Bからだけはなれた点Eであったとする。点Bのまわりの力のモーメン トのつりあいを考えて, xを求めよ。 学 ーメン 穴 問

解説のABの電荷から出ている矢印がなぜこの向きなるのか分かりません

点 【解説】 第1問 小問集合 ばねaとばねbのばね定数をそれぞれka, k とする。 a と 今はともに自然長からしだけ伸びているので、おもりAとBの それぞれの力のつり合い式は以下のようになる。 kad=mg, k₁d=2mg AとBの単振動の周期をTA, TB とすると, ばね振り子の周期 これらより, a に対するbのばね定数の比は、2となる。 2m ka 【ポイント】 公式より、T=2= 2 である。以上より, ばね振り子の周期 m TB 2ka T: 周期 問2 帯電体Aは正電荷, 帯電体Bは負電荷なので,いずれも点 の答③ ばね定数の 質量 0につくる電場の向きはAからBの向きである。AとBの電気 量の大きさ Qが等しく,AOとBOの距離もRで等しい。 がって,AとBがそれぞれ点0につくる電場の強さ EA, EBは 等しく,点電荷による電場の公式より,E=EQとなる。 点電荷による電場を 以上より, AとBが点0につくる電場は, それぞれの電場を合 成して,A から B の向きへ強さ 2kQとなる。 R2 R2 また, 一様な電場からAには左向きに, B には右向きに静電気 力がはたらくことになる。 よって, 一様な電場をかけた直後、リ ングは反時計回りに回転しはじめた。 ジ E=kQ 電気量 Qの点電荷から距離離れて いる点の電場の強さ 22 : クーロンの法則の比例定数 電場の向きは Q0 のとき電荷から 遠ざかる向き, Q <0 のとき電荷に近づ く向き。 一様な電場から +Q 受ける静電気力+Q A リング A 回転をはじめる方向 R EA EB B 一様な電場 B -Q 一様な電場から 受ける静電気力 2 の答 ① 3の答③ 変化を圧力と体積の関係を表すグラ A.Bの向き(?)

（3）です。解答の右辺の0-1/2×1.5×v^2 はどこの値とどこの値を引いているのですか？

例題 35 長さ2.5mの糸の先に質量 0.5kgの 小球Aをつけ、図の位置から静かに放 すと、固定点の真下で, 静止していた 質量1.5kgの物体Bと衝突した。Aと Bの間の反発係数をe, 重力加速度の大 きさを 9.8m/s とする。 B (1) 衝突直後のAおよびBの速度UA, UB を求めよ。速度は左向き を正とする。 (2)Aが右方にはね返されるためのeの条件を求めよ。 (3) 床面の動摩擦係数を0.25とする。 静止するまでにBがすべっ た距離を求めよ。 (1) 衝突直前のAの速度は、力学的エネルギー保存則より 0.5×9.8×2.5=1/2×0.5×ぴ v=7 [m/s] 衝突直前直後について、 運動量保存則と反発係数の式は 0.5×7=0.50A+1.50s UA-UH ew 7 この2式より ひん V₁ = (1-3e) [m/s] DB to - 24/7 (1+e) (m/s) (2) (1)の答えは左向きを正としているので、 衝突後Aが右方に進む条件は ひゃくひより e> (3)(摩擦力のした仕事) (運動エネルギーの変化)より -0.25×1.5×9.8×1=0-1/2×1.5×um² 1=10 v²=(1+e)' [m]) 49