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物理 高校生

(4)についてです。 (4)でスイッチを開いた瞬間はコイルの電磁誘導によって電流が流れ続けるというのはわかるのですが、コンデンサーに蓄えられていた電荷はどうなるのですか。 (5)の解説にはコンデンサーの下側がプラスになっているのですが、スイッチが閉じている際に溜まった電荷で... 続きを読む

138.〈電気振動と電磁波の発生〉 図のように,起電力 E[V](E>0) の電池, 抵抗 値R[Q]の抵抗,電気容量 C[F] のコンデンサー, インダクタンスL[H] のコイルからなる回路が ある。コンデンサーには,電圧計が図に示した極 性でつながれている。また, 2つの電流計が接続 されており,それぞれの電流値I[A] と Ia[A] は、 図の矢印の向きを正とする。初め,スイッチSは 開いており,コンデンサーは帯電していない。ま たムとIaはともに0であった。電圧計を流れ る電流は無視できる。また,配線に用いた導線の抵抗, コイルの直流抵抗,および電池と電 流計の内部抵抗は無視できる。次の問いに答えよ。ただし, (10)以外では電磁波の発生は無視 I E R する。 まず最初に,スイッチSを閉じた。 (1) その瞬間のIと Izの値を, L, C, R, Eのうちの必要なものを用いて, それぞれ表せ。 スイッチSを閉じてからしばらくすると, ILとIaは一定値になった。 (2) この状態における Lと Izの値を,L, C, R, Eのうちの必要なものを用いて, それぞれ 表せ。 (3) この状態において, コイルに蓄えられているエネルギーと, コンデンサーに蓄えられてい るエネルギーを, L, C, R, E のうちの必要なものを用いて, それぞれ表せ。 次に,スイッチSを開いたところ, 回路に電気振動が生じた。 (4) スイッチSを開いた瞬間のI,と I,の値を, L, C, R, Eのうちの必要なものを用いて、 それぞれ表せ。 (5) 電気振動の周期T[s] を求めよ。 6) スイッチSを開いた瞬間の時刻を0として, 電流値I」を時刻t[s] の関数として求めよ。 ただし、電流の最大値をI。[A] とし, 答えはI。とTを含んだ式で表せ。また、 Iムとtの関 係をグラフにかけ。なお, 縦軸には電流の最大値I。を示せ。 リコイルに蓄えられているエネルギー U「J] を時刻 tの関数として求めよ。答えは Ioと Tを含んだ式で表せ。 お,縦軸にはエネルギーの最大値ひU。【J] を示せ。

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物理 高校生

物理基礎、波です。 (3)の③はなぜこのような答えになるのですか?

(2) 図はx軸の正の向きに進む横波の時刻t=0の 波形を示す。媒質がy軸の正の向きに運動してい る位置をA~Mの中から選べベ。 FGH! A B D K L x (3)例題2で、以下にあてはまる位置をそれぞれA D.E a.F&,L.M Mの中から選べ。 の 媒質の変位が0 例題2 図はx軸の正の向きに進む縦波の時刻t=D 0の A. E.I.M ようすを示す。 の 媒質の振動の速度が0 y C,Gik EFG H 1 BC D JK 、媒質の速度がx軸の正の向き 6.6,0.Jrk.L 10 媒質がx軸の正の向きに変位している位置 をA~Mの中から選べ。 縦波の横波表示では, x 軸の向きの変位 をy軸の向きの変位に置きかえて示してい! るから,y 方向の変位が正である位置を求め ればよい。 D_E,FLM (4) 図はx軸の正の向きに進む縦波を表す。 [解) D 0 密及び疎の位置をそれぞれA~Gの中から選 1 M EF G BCD JKL 変2, ,E 2 媒質の速度が0である位置をA~Gの中から よって,求める位置は B, C,D,J. K,L ! 選べ。 2 媒質が最も密である位置を A~Mの中か A,ciE.G ら選べ。 B, C, D では媒質が右に, F, G, Hで は媒質が左に変位しているから,この2つの 領域にはさまれたEは最も密である。同様に, Mも密である。よって, E, M 解 3 媒質がx軸の正の向きの速度をもっている位 置をA~Gの中から選べ。 問題に慣れよう! 1 音波は,空気中を伝わる縦波である。グラフのはx軸の正の向きに音波が伝わるときの, ある目 間の空気の圧力と座標xとの関係を示す。 2yト 3uト X6 0 X」 Xz X X4 Xs X6 X1 X. X2 X4 X X」 X X3 X4 Xs X6 X X X 0 X」 X3 x=0,X2.X4, X6, Xs : 平均圧カ x=xi.Xs: 圧力最大 x=X3.Xn:圧カ最小 同じ瞬間について, グラフの:空気の変位yと座標xとの関係 グラフ3:空気の速度oと座標xとの関係 をそれぞれ示せ。

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物理 高校生

交流回路でコイルの位相がπ/2進んでいたり遅れていたりすると思うのですが、この問題ではなぜ遅れている方なのですか? よろしくお願いします

(1)抵抗に流れる電流IR の位相は電圧Vと同じなので LIVE V_ V。 TR=ー R 'sinot R %D ンスLのコ がのの交流電源を きるものとする。 とし, 時刻tにお である。 時刻tにおける 電流,電圧の実効値を Ie, V。とし, 電流の最大値を I=号)とする。 抵抗での平均電力は万-ムV-×-ー V。 V。 2R /2 (2) コイルに流れる電流Lの位相は電圧 より答遅れ、また,リアクタン Io1使ない!! スが X=wLなので 1 三角関数の公式 sin(-0)=-sin0 ム--sin(ut-)(あるいは一cos o) L=- V_ V。 sin(-)-come -sin(ot V。 コイルでの平均電力は P=0 位匠は VL=C る。また, 抵抗で 交流電源の角 を使用 (3) コンデンサーに流れる電流 Icの位相は電圧Vより一進み, また, リア (ar-) -sin クタンスが Xc= 1 なので OC V。 -sin oL Ic==oCVosin(ot+)(あるいは ωCV.cosot°) V。 -cos wt oL Xc た。Woは wo= コンデンサーでの平均電力は Pc=0 2 公式 451.電気振重 起電力 6.0Vの Lは自己インタ Sはスイッチで (1) Sをa側に Sをb側に (チ+のー =cos 0 を使用 -のここがポイント 449 コンデンサーのリアクタンス(抵抗のはたらき)は 1 wC 2元fC R, C直列回路のインピーダンス(抵抗のはたらき)は Z=, R+ V。 電源電圧(実効値) Ve, 回路の電流(実効値) I。 の関係式は I=- Z 電圧»[V] になった。 電気容量 (2) このとき 448.交流回路 コンデンサーと角周波数wの 電圧 V=Vosinwt(tは時刻)の交流電源がある。 抵抗,コイル,コンデンサーそれぞれに,電圧Vを加えた。以下, R, L, C, Vo, w, tのうち必要なものを用いて解答せよ。 (1)抵抗に流れる電流(瞬時値)および電力 (平均値) を求めよ。 (2コイルに流れる電流(瞬時値)および電力(平均値)を求めよ。 (3) コンデンサーに流れる電流(瞬時値)および電力(平均値)を求めよ。 抵抗値Rの抵抗,自己インダクタンスLのコイル,電気容量Cの 図3に記 とする)。 また,こ 452.電磁 せよ。 449 交流回路の消費電力 図のように,100Ωの抵抗R, 交流電流計 A, コンデンサ 電磁波の り,しか

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物理 高校生

(2)がこんな意味わからん風になってしまってるんですけどどこで間違えてますか?

基本間退142, 143, 14g 基本例題17) 斜方投射と力学的エネルギー 物理 水平な地面から仰角 60°, 初速度 28m/sで小球を投げ出 した。重力加速度の大きさを9.8m/s° として,次の各問 に答えよ。 B A 8.0 28m/s。 h (1) 高さが17.5mの点Aを通過するときの, 小球の速さ ひはいくらか。 (2) 最高点Bの高さんはいくらか。 17.5m 60° 1) 面を重力による位置エネルギーの基準とすると 力学的エネルギー保存の法則から、 指針 小球は重力のみから仕事をされ,そ の力学的エネルギーは保存される。 (1) 投げ上げた直後の点と点Aとで, 力学的エ ネルギー保存の法則の式を立てる。 (2) 最高点Bにおける速度 は,鉛直方向の成分が0で あり,水平方向の成分のみ ×m×28° 2 1 -mv?+m×9.8×17.5 2 リ=21m/s (2) 最高点における小球の速さは 14m/s なので カ学的エネルギー保存の法則から, v2=441 28m/s になる。 1 ×m 1 ×m×14°+m×9.8×h 2 ×282= 28cos60°=14m/s 投げ出した直後の点と点B とで,力学的エネルギー保 存の法則の式を立てる。 2 60° h=30m 14m/s 00mie Point 重力による位置エネルギーの基準に 計算が簡単になる位置にとるとよい。 解説 (1) 小球の質量を m[kg]とし, 地 基本例題18 弾性 X0.8

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