物理です。ア〜エ全て教えて欲しいです。

図のように,xy 平面内の 0≦x≦2 の領域にはxy 平面に垂直 ckaB で紙面の裏から表に向かって,磁束 密度Bの一様な磁界 磁場) M があ ia O 3 2 02 0 ® axiaの領域には M] と同 1 D A O じ大きさをもち, 向きが逆の磁界 M2がある。 この平面内に,単位長 M1 M2 3a2a5a x 2 2 さ当たりの抵抗をもち、1辺の長さαの正方形コイル ABCD がある。いま,コイル a の辺 AB を常に y 軸に平行に保ち、 辺AD を常にy軸に垂直に保ちながらxの正方向 にコイルを一定の速さで運動させた。 a 辺 AB が原点 O を通過するときの時刻をt=0 とすると, OS のとき,ABに 2v 生じる誘導起電力の大きさはアであり,コイルを一定の速さ”で動かしつづける のに必要な力の大きさはイである。 3 辺ABがx軸上のαから 24の間を通過しているとき,コイルの抵抗によって消費 される電力はウである。 次に,コイルの速度をαとし, 辺AB が M 中を通過しているときに生じる電流の 5 大きさをkとする。横軸に時刻t,縦軸に電流Iをとり,OSIS の範囲でもとIの に示せ。 ただし, A→B→C→Dの方向に流れる電 関係をグラフにしてエ 流を正とし、電流の最大値、最小値をkを用いて縦軸に明記せよ。

解き方を詳しく教えてくださいm(_ _)m

図のように,xy 平面内の0<x<1の領域に、紙面の裏から表に向かう一様な磁場が存在している。 いま, 正方形コ イル abcd を xy 平面内でx軸の正の向きに一定の速さで動かした。 コイルの位置が,(1)~(3)の各場合について, 誘導 電流の流れる向きを次の①~③ から選べ。 ① a → b→ c → d (1) y: OB a d: b ②d → c→b→ a ③ 誘導電流は流れない (2) Y OB (3) y ↑ OB a d a d =7 0: x O b x O 0 x

（2）の電流の向きについて。この時に生じる誘導電流は「y軸の負の向き」だと思うのですが、答えが「y軸正の向き」になっているのは、誘導起電力vBlよりも起電力Eの方が大きいため、相対的に起電力Eから生じる電流の方向き「y軸正の向き」になると言うことですか？

基本例題 89 磁場を横切る金属棒に生じる誘導起電力 448,449 解説動画 図1のように, 真空中に金属レー ルが水平に置かれ、その上を金属棒 がなめらかに移動できるようになっ ている。 金属棒の長さはl [m] で, レールの間隔に等しい。 またレール 面と垂直に、磁束密度B [T] の磁場 が加えられている。 レールの方向を x軸, 金属棒の方向をy軸とする。 磁場の向きはz軸の正の向き (紙面 裏から表の向き)である。 a レール B 金属棒 ◎磁場 抵抗 R 2 図 1 a 2 軸の 正の向き a E- ひ ひ b b 図2 図3 また、金属棒の抵抗は R [Ω] である。 [A] 図2のように, 端子 a, b間に起電力E [V] の電池 (内部抵抗0) を接続した ところ, 金属棒は動き始めた。 金属棒がx軸の正の向きに速さ [m/s] で動い ひ ◯いるとき (1) 金属棒の両端に発生する誘導起電力の大きさ V [V] を求めよ。 45 金属棒に流れる電流の大きさI[A]と向きを求めよ。 43 金属棒に加わる力の大きさ F [N] を求めよ。 十分長い時間が経過し, 金属棒の速さは一定になった。 このとき 4) 金属棒の速さひ [m/s] を求めよ。 [B] 図3のように, 端子 a, b間に固定抵抗 [Ω] を接続し, 金属棒に外部から力 を加えて動かした。 金属棒がx軸の正の向きに速さ [m/s] で動いている (5) 金属棒に流れる電流の大きさ [A] と向きを求めよ。 指針 磁場を垂直に横切る金属棒に生じる誘導起電力の大きさは Bl [V] である。 向きは,レンツの法則と右ねじの法則とから判断する。 解答 [A] 軸の負の向きの磁場をつくる 向きに誘導起電力 Vが発生(レンツ の法則)。 Vの向きはEの向きと反 対になる (右ねじの法則)。 (1) V=vBl [V] (2) キルヒホッフの法則Ⅱより E-V=RI E-vBl よってI=- [A], R 軸の正の向き E-vBI\ (3) F=IBl= R JBU[N] (4) Fはx軸の正の向きにはたらき (フ レミングの左手の法則), 棒は加速さ れ V の増加とともにVも増す。 がEに達すると,② ③式より I=0, F=0 となり,以後,速さはひで一定 になる。⇒F=0F=D. ③式で,v=v のとき F0 より E-voBl=0 よって E Vo= [m/s] BU [B] (5) 誘導起電力の向きと大きさは [ A ] と同じなのでV=Bl[V] vBl I'= R+r [A],軸の負の向き

（4）の答えに書いてあることがわからないので教えてください。

91 油膜が水面に広がっていて, 空気中での波長 6.0×10mの光がこの 油膜へ垂直に入射している。空気 水,および油膜の屈折率はそれぞれ 1.0, 1.3 および.5とし、空気中の光速を 3.0×10m/s とする。 (1)油膜中での光の速さと波長はいくらか。 (2) 油膜の表面と裏面で反射した光が干渉によって強め合う膜の最小の 厚さはいくらか。 A3) 油膜の厚さを前問の状態から厚くしていった場合, 次に強め合う膜 の厚さはいくらか。 (4) 波長 6.0×10^7mの光では強め合い, 波長4.5×10m の光では弱 め合う膜の最小の厚さはいくらか。 (京都府大)

光の干渉と回折の問題です。 なぜ光Iは屈折率が小→大、光Ⅱは大→小と判断できるのでしょうか。教えてください🙇🏻‍♀️

4 空気中にある厚さ d, 屈折率nの薄膜(表面と裏面は平行)の表面に, 単色 光を垂直に当てた。 表面で反射する光 I と, 膜に入って裏面で反射し、 再 び空気中に出てくる光Ⅱとの経路差と光路差はいくらか。 また,光 I と 光IIの反射による位相の変化はどうなるか。 n d 1 明線となる条件は 「経路差=mi」 3 光路長=屈折率× 距離 =nd 中央の明線はm=0 であるから,その隣 の明線は =1である。 したがって |PS1-PS2|=入 入の1倍 4 図より, 経路差 = 2d, 2 明線となる条件 「dsin0=m入」 より (2.0×10-) ×sin30°=2入 よって =5.0×10-7m 光路差 = 屈折率 × 経路差 = 2nd 光Iは屈折率小大の反射なので, 位相 がずれる (半波長分変化する)。 光Ⅱは屈折率大小の反射なので, 位相 は変化しない。

⑴の（イ）の区間って、φは0ではないんですか？💦

129.〈長方形コイルに生じる誘導起電力〉 図1のように、平らな紙面上の x=0mから x=3l[m] の領域に、紙面に垂直で表から裏に 向かう磁場がある。 磁場の磁束密度は,x=0m から x=21〔m〕 の領域ではB[T], x=2l[m] から x=31〔m〕 の領域では3B [T] である。 導線でつくられた長方形のコイル PQRS を紙 面に置き, x軸の正方向に一定の速さ [m/s] ⑧ R Q B 3B d V S P 0 21 図 1 31 4l x[m] で動かし,磁場を通過させる。ただし,辺 QRはx軸に平行であり, QR の長さは1[m], PQ の長さはd〔m〕 コイルの抵抗は R [Ω] とする。 コイルが磁場を通過する過程におけるコイ ルの位置を,辺PQのx座標によって,次のように(ア)から(エ)の区間に分ける: (ア)x=0~Z (イ) x=1~21, (ウ) x=21~31, (エ) x=31~41 (1) (ア)から(エ)の全区間において, コイルを貫く磁束 [Wb] の ① [Wb] グラフを,辺 PQ の x 座標の関数として図2にかけ。 ただし, 紙面の表から裏に向かって貫く磁束を正とする。 (2) (ア)から(エ)のそれぞれの区間において, コイルに流れる電流 を求めよ。 ただし, PQ の向きの電流を正とする。 (3) (ア)から(エ)のそれぞれの区間において, コイルが磁場から受 ける力の大きさと向きを求めよ。 ただし, 力の大きさが ON のときは,向きを解答しなくてよい。 0121 31 41 x [m] 図2

この問題の解き方が全くわかりません💦 教えてくださいお願いします🙇‍♀️

453 電流のつくる磁場と地磁気図のように、十分に長い導線を南 北方向に水平に張り,I[A]の電流を流した。 導線の真下30cmの位置 に小磁針を置くと, 小磁針のN極は南北方向より31° 西側に傾いて静 止した。 地磁気の水平分力の大きさを 25A/m, tan31°=0.60 とする。 (1)定性 電流の向きはどちら向きか。 紙面に垂直に裏から表に (2)電流が小磁針の位置につくる磁場の向きと強さを求めよ。 80 (3) 電流Iの値はいくらか。 円周率を3.14 とする。 空真 S H 南 I 31° 北 (真上から見た図) 1, 2, 例題107 ヒント 小磁針のN極は, 電流による磁場と地磁気の水平分力との合成 磁場の向きをさす。 MOUSTICA

どうして誘導起電力が発生？するのか分かりません。 教えて欲しいです🙇🏻‍♀️(;;)

P Q 388 動くコイルに発生する誘導起電力 右図のように、 長い直 線状の導線にI[A] の電流が流れている。 1辺の長さが[[m] の正 方形コイルを導線と同じ平面内に置き、矢印の向きに [m/s] の 速さで動かす。 コイルの辺 PSが導線A から [m] の位置を通過 する瞬間 コイルに流れる電流を求めよ。 ただし, コイルの抵抗 をR[Ω] 真空の透磁率をμ [N/A ] とし, コイルの自己インダ クタンスは無視する。 センサー 130 133 |ヒント 388 辺 PS, QR に起電力 vBlの電池が入ったとして考える。 Si R

(2)～(4)[特に(3)(4)]が複雑に感じてしまいあまり理解できません。どうすればイメージがつかめるでしょうか……🙇

[知識] 414. 薄膜の干渉 空気中を進んできた単色光が,油膜 の表面,および裏面で反射する。 油膜への入射角を 01, 屈折角を 02, 光の波長を入, 油膜の厚さをd,油の屈折 率をnとする。 n は水の屈折率よりも大きいとする。 (1) 油膜中での光の波長はいくらか。 A' 空気 AN D ↑ B 油n d 02 O2 O21 (2) 点C および点Dで反射する光の位相の変化は, そ れぞれいくらか。 C 水 (3) 光の屈折によって, 波面 AA' は油膜中で波面 BD 02 になる。油膜の裏面で反射する光が余分に通る経路 BC + CD を求めよ。 (4) 膜の表面,および裏面で反射した光は, 点Dで出会って干渉する。 m = 0, 1, 2, ... として,反射光が強めあう条件式を示せ。 例題55

（2）です。黄色マーカーがなぜ2がどこからきたのかわかりません

解 例題 90 絶対屈折率 1.5の油膜が水面に広がっ ている。この油膜に真上から波長 6.0×10-7mの単色光を当て、その反射 光を観察する。 空気の絶対屈折率は1.0, 水の絶対屈折率は1.3とする。 空気(1.0) 油 (1.5) 水 (1.3) (1)この光の油膜中での波長はいくらか。 (2) 油膜の表面での反射は固定端反射と同じであり、裏面(水との 境界)での反射は自由端反射と同じである。この光の反射光が強 め合う最小の油膜の厚さはいくらか。 (1) 屈折率 1.5の油膜中における光の波長は 16.0×10™ x'= == 1.5 1.5 4.0×10m 〔m〕 {2}屈折率の小さな空気から屈折率の大きな油へ進む光の反射では、固定端 反射と同じ反射が起こり、反射の際に半波長分のずれ(π[rad〕だけ位相 のずれ)が生じる。一方、屈折率の大きな油から屈折率の小さな水へ進む 光の反射では,自由端反射と同じ反射が起こる。このように、固定端反射 が1回ある場合の干渉条件は、 強め合い: (光路差) (m+ +1/2),弱め合い(光路差) mλ となる。ここで,入は真空中の波長、 は整数である。 油膜の表面で反射した光と、裏面で反射した光の光路差は油膜の厚さを dとして, 2×1.5xdとなり、反射による位相のずれを考慮して, 反射光 が強め合う条件は, 2x1.5xd=60×10×(m+1/2)(m=0,1,2, ...) d = 2.0 × 10x (m +) dの最小値は,m=0 とおいて do=2.0×107× = 1.0 × 10(m)