ダイオードと豆電球の問題なのですが、Ⅲで答えがそのようになる理由がわからないので説明して頂きたいです。よろしくお願い致します。

第2問 ダイオードは,順方向に電圧を加えると, 流れる電流が電圧とともに急激に増大する特性をもつ。電球は,電圧 の上昇とともに熱としてエネルギーが失われるために、電圧とともに電流の上昇が徐々にゆるやかになる。電流と 電圧の特性が図2-1の曲線で表されるダイオード1個 (D)と、電流と電圧の特性が図2-1の曲線bで表され る特性の等しい電球 2個 (L, Lg)を, 図2-2のように起電力 V で内部抵抗が無視できる直流電源と接続した。 直流電源の電極側の点Bは接地した。 以下で、ダイオード、電球の抵抗値とは,それらの両端の電圧を,それら に流れている電流で割ったものとして定義する. I 図2-1に示す特性のダイオードと電球について以下の問いに答えよ。 (1) ダイオードの両端の電圧が0.70Vのときのダイオードの抵抗値はいくらか、 図2-1のグラフから読み 取った値を使って有効数字2桁で求めよ. (2)電圧が上昇するにつれて,ダイオードの抵抗値はどのように変化するか、以下の選択肢から選べ. (ア) 急激に増大する (イ) 急激に減少する (ウ) 変化しない (3)電球の両端の電圧が0.30Vのときの電球の抵抗値はいくらか。 図2-1のグラフから読み取った値を 使って有効数字2桁で求めよ. (4) 電圧が上昇するにつれて、 電球の抵抗値はどのように変化するか、以下の選択肢から選べ. (ア) 急激に増大する (イ) 急激に減少する (ウ) 変化しない -4- 九州工改題) 電流 [A] 3.0 2.0 1.0 Dale A. 0 1.0 0 0.5 電圧[V] 図2-1 直流電源 V [V] B L1 L2 図 2-2 -5- b 1.5 2.0 A 09 1124 D 076

Ⅳの（3）でd/３までの釣り合いが安定でそれより大きくなると不安定になる理由がわからないです。教えて頂きたいです。よろしくお願いします。

図 2-3 (a) のように, 前間と同じ平行板コンデンサーの極板P を自然長 ばね定数の絶縁体の軽い ばねに接続し ばねの他端を壁に固定した. また, 極板 P2 を壁から距離 l+dの位置に固定した (極板の厚さ は無視できる)、 極板 P1 P2 には, それぞれ電荷 +Q (Q > 0), -Qが蓄えられている。 また, 壁とばねの静 電誘導による電荷は無視できるものとする。 質量mの極板P は極板P と平行な位置関係を保って左右にな めらかに動くことができるものとする。 極板P1 に力を加えて壁から距離の位置に保持した。 極板P1 と極板 P2の間の電場の大きさをE。 とする. 図2-3 (b) のように極板P」を壁から距離(+ェの位置にゆっくりと移動した。 極板 P, にばねからはたら く力と極板間の静電気力がつりあうときの位置を Q, Fo, k, m, co のうち必要な記号を用いて表せ、ただ し, 0<x<d とする. ⅣV 次に, P1 を図2-3(a) の位置に戻し、 図2-4 (a)のようにスイッチと電圧Vo(> 0)の直流電源に接続し た。その後、スイッチを閉じ, 極板 P, に力を加えて図2-4(b) のように壁から距離+æの位置にゆっくり と移動した(ただし<z<dとする)。その後,極板 P, を移動するために加えていた力をなくした。導線が -Kx Pl + Q 0000000000 d (a) 10000000 極板P が及ぼす力は考えない (1) 極板 P1 が壁から距離1+の位置にあるときに極板P, にはたらく力F (x) を Vo, S, d, z, k, m, Eo のうち必要な記号を用いて表せ。 ただし, 極板 P1 から P2 に向かう向きを正とする. (2) 極板 P1 にはたらくばねからの力と極板間の静電気力がつりあう位置が存在するためには, Vo はある上 限値Vm より小さくなければならない。このVm を S, d, k, m, so のうち必要な記号を用いて表せ. (3) Vo Vmの場合に存在するつりあいの安定性について説明せよ。 ただし, 「a <æ <bの範囲に存在す るつりあいは安定(または不安定)」 という形式で,存在するすべてのつりあいについて言及せよ. Foyd FEQ P₁ P2 +Q 0000000000 HI l+x (b) ・ 114471 9 図2-3 P₁ P₂ 0000000000 V₁ (a) 図2-4 l+x d-x GV (b) 萬 Fol F:EG

回折の問題なのですが、Ⅲの（2）で一番左のtanが引き算になっている理由がわからないです。教えて頂きたいです。よろしくお願い致します。

次に図3-6のように,点光源からの光が,スクリーンに垂直な向きからα (0<a<72) ずれた向きでス リットに入射する設定とする。 点光源は十分遠方なので、スリットに入射する光の波面は入射方向に垂直であ る。この場合、光は回折により0±02 で初めて暗くなった (02は1よりきわめて小さい正値). (1) 遠方の点光源から出発し、初めて暗くなる回折角 02 に対応したスクリーン上の位置に到達する光につ いては、スリットのAとBをそれぞれ通る2つの経路の光路差がであると考えてよい。 02 を a, A, d を用いて表せ。 (2)スクリーン上での像のぼやけ幅 D は, 回折角の範囲-02 から 82 に対応したぼやけ幅とスリット幅との 和で表せると考えてよい. D を α, f, 入, dを用いて表せ. (3) 前間のD を最小にするd を求めよ. スリット付シート スクリーン d 遠方の 点光源 Ja 図 3-6 a BEAƒ

さっぱりわからないです。 誰か物理が得意な方教えてください。

④ 断熱膨張) ETで表される。 いま、ピストンを+x方向に一定の速さw (v≫w) で動かそう。 (t=0でx=L) 量m)が閉じ込められている。 気体の速度成分は=== 図のように断面積Sのシリンダーと可動するピストンでN個の気体分子 (1個の質 mN A があり, NAはアボガドロ数である。 また全エネルギー (内部エネルギー)は U=- 3 NR. 2 NA RT の関係 MA NE L ピストン T AMS S T → W THE X O (i) 1個の粒子がピストンにあたってはねかえったとき(e = 1), x方向の速さは いくらになるか。 ひx, wなどを用いよ。 @2007 (ii) 1個の粒子の1回の衝突による運動エネルギーの変化はいくらか。 (ω'の項は 無視してよい) () watが小さくて1秒間でピストンにあたる回数がで表せるとすると, At秒 2L 間でのこの粒子の運動エネルギーの変化 A'はいくらか。 (iv) N個の粒子で考えた場合, At秒間での運動エネルギーの変化AEはいくらか。 上 の関係式とAV = SwatおよびT, V, AV を用いて答えよ。 (v) At秒間での温度変化 AT を, T, V, AV を用いて答えよ。

204の(2)を教えてください。 そもそもT=0なのに波がある理由がわかりません。

形 ヘルツ (記 一波につ 質の変 (2)図の瞬間が ●思考 204. 波のグラフ x 軸の正の向きに速さ2.0m/sで進む正弦波が y〔m〕↑ ある。図1は、x=0の位置における媒質の変位 y[m]と時間 ć[s]の 関係を示したy-tグラフである。 次の各問に答えよ。 (1)この波の振幅A〔m〕,周期 T[s], 波長 入[m]はいくらか。 0.10 O ➡2 0.20 -0.10 図 1 y〔m〕↑ 0.10 入: O -0.10 答 A: T: (2)この波の t=0 における波形を図2に描け。 0.40 0.40 t[s] 第Ⅲ章 図2 0.80 x (m)

(2）の問題がわかりません。 ア:n1/n2×d2 イ:d1+n1/n2×d2 ウ：1\n1×OP1 となるのですが、アは(1)から出せるのですが、その後がわかりません。どんな考えかたをしているのですか。 解説お願いします。

コロ 211 媒質中の物体の A 101 0 A Y X- II d' n2 -02 d P' -2 'P (1) 右図のように,境界面 X-Yから深さdのとこ ろにある小物体Pを,媒質I中の真上から見る とき, 見かけの深さはいくらか。 また, この とき像の浮き上がりの距離を求めよ。 ただし, 媒 質 III の絶対屈折率をnin とし答はdと n2 を用 媒質Iに対する媒質ⅡIの相対屈折率 n12= n1 いよ。 (2) 厚さd, d2, 屈折率 ni, n2 の両面平行な透明 体I, II を水平に重ね, II の底にある小物体P の像を真上の空気中から見るとき,Iの表面 0 から虚像P2 までの距離 OP2 を求めたい。 空気の 屈折率を1とする。 Pから出た近軸光線 (POとのなす角が小) が ⅡとIとの境界面で屈折してPから出たかのよ うにIの中へ入り,さらにIの表面Aで屈折し てP2 から出たかのように空気中に出たとすると, 0 I P2 BPP A 空気 n1 d P1 12 a (1)の結果を用いて BP₁ = (Bは光軸と境界面の交点) P (ni,n2, d2で) OP₁ = イ よって OP2= (ウ)

なかなか解けないのでどなたかこの問題を解説して頂きたいです

L 14101 40 多 半角/全角 ! # あ $ う % え & お 漢字 1 ぬ 2131 3 あ 4 う 5 K Q W tab → 以下の問いでは、重力加速度の大きさをとして答えよ。 【問1】質量m の小物体が液体中を落下するときは、 重力 mg の他に、 液体 との間に抵抗力が働くと考えられる (浮力も考慮する必要があるが、 体積 が小さく浮力は無視できるものと仮定する)。 実験と測定を行い、ある質量1kgの物体の、時刻 t [s] における位置 y(t) [m] (液面からの深さ、y軸を液面を原点として、下向きを正にと る)は となることが分かった。 y(t)=2g(t+2e-lt-2) (i) 時刻 t における速度vy(t)、加速度 ay (t) をそれぞれ求めよ。 (6) y (ii) 横軸をt縦軸をyとしてvy (t) のグラフの概形を 0 ≤t ≤ 20 の範囲で描け。 (iii) lim vy(t) を求めよ。 また、この結果を物理的に解釈せよ。 t→∞ 抵抗力 重力 mg (iv) 運動方程式を利用して物体に作用する抵抗力の大きさ fを求め、 fvに比例することを示せ。 【問2】 水平面上を円運動する、 質量が3kg のおもちゃの車を考える。 円運動の中心を原点にとり、円運動して いる平面上に適当な2つの軸(z軸と軸)をとるとき、時刻における車の位置 = (s,y) が次式のように なっていたとする: (x(t),y(t)) =2(cos(+12), sin(+2)) (7) (r,y の単位は [m]、tの単位は[s] とする。) (i) 0 ≤t < 2 の範囲で、車の軌跡を描け。 (ii) 角速度 ω を求めよ。 (iii) 時刻 t における車の速度 J = (Vx, Vy) と、その大きさv=vvz + v7z [m/s] を求めよ。 (iv) 時刻 t における車の加速度 が d = (ax, ay) (8) (9) (a,(t), a,(t)) = (-sin (²), cos (+1)) - (cos (+12), sin (+²)) 212 (10 になることを、速度の微分を計算して確かめよ。 (v)加速度の大きさα = || を求めよ。 ※ペクトルの大きさと内積の関係、 (cos (12), sin (12)) = で、互いに直交する = 1 にあらわれるベクトル (-sin (2), cos (2)) が、それぞれ大きさ1 = =121=1.2=ことを用いると、計算が簡単にできる。

（２）で、過程IIの内部エネルギーの変化を答える問題で、自分の回答と教科書の解答が合いません。教科書には解説が載っていないのでどこが間違っているかわかりません。どなたか間違っているところを教えてください。

4 気体の状態変化 熱効率 (p.124~136) 円筒容器にピストンで単原子分子理想気体を封じ, 容器内外の圧力を1.0×10 Pa, 気体の温度を3.0×102K, 体積を 2.0 × 103m²とした。 このときの気体の状態をA として,次の手順で気体の状態を変化させた。 過程 I ピストンを固定したまま気体に熱量を与えたところ,気体の圧力は 01×0.1 2.2×105 Paになった状態 過程Ⅱ 次に,容器を断熱材で囲み、熱の出入りがないようにしてピストンをゆっ くりと操作したところ,気体の圧力は1.0×105 Paにもどり,体積は 3.2×10-3m²になった(状態C)。 C 過程Ⅲ 断熱材を外し、状態Cで気体を放置したところ,気体はゆっくりと収 縮し,状態Aにもどった。 (1)過程Ⅰ→Ⅱ→Ⅲの変化を、横軸に体積V,縦軸に圧力をとったグラフに示せ。 なお,グラフには変化の向きを示す矢印を入れ,状態A~Cでの横軸と縦軸 の値を明記せよ。 代 (2)各過程での気体の内部エネルギーの変化 4U [J] 40[J], 40 m [J] を求めよ。 (3)各過程で気体がされた仕事 W [J], Wn[J], Wm[J] を求めよ。 (4)各過程で気体が外部から吸収した熱量Q [J], Qm [J], Qm [J] を求めよ。 (5)この1サイクルにおける熱効率を有効数字2桁で求めよ。

問の6の答えが答え見ても分かりません、

... 【物理 必答問題】 2 次の文章(III)を読み,下の各問いに答えよ。(配点 35) I 図1のように,あらい水平面と, 水平となす角度が 30°の斜面がつながっている。 斜面 は,水平面からの高さがんの点Bより上側はなめらかで, 点Bより下側はあらい。水平 面からの高さが3hの斜面上の点Aに質量mの小物体を置いて静かにはなしたところ, 小物体は斜面をすべりはじめた。 重力加速度の大きさをgとし, 小物体は同一鉛直面内で 運動するものとする。 小物体 A >m 斜面 3h B h 30° 図 1 水平面 問1 小物体が点Aから点Bまですべり下りる間に, 小物体にはたらく重力がした仕事, 斜面から小物体にはたらく垂直抗力がした仕事はそれぞれいくらか。 問2点Bを通過するときの小物体の速さはいくらか。 小物体は点Bを通過した直後から一定の速さで運動し、斜面の最下点 (斜面と水平面が つながる点) Cに達した。 問3点Cに達したときの小物体の運動エネルギーはいくらか。 問4 点Bから点Cまですべり下りる間の運動について, 小物体の運動エネルギーの変 化は0なので,この間に小物体がされた仕事の和は0である。これより, この間に小 物体にはたらく動摩擦力がした仕事を求めよ。 - 49 -

(１)から分かりません 解説お願いします

121036 か。 図のような回路がある。まずスイッチSを閉じる。 109 + P 30 V 20Ω をμとして S (i)その瞬間の電池を流れる電流I, コイルを流れる電流iはいくらか。 (i) 十分時間がたったとき電池を流れる電流I, コイルを流れる電流えはいくらか。 スイッチSを開く。 ()その瞬間の抵抗 (20Ω) を流れる電流はいくらか。 [ (iv) (ii)のときのコイルに生じる起電力の大きさVLはいくらか。 (日) 24 61