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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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物理 高校生

(7)なんですが、「PV^5/3=一定はPV=nRTを用いてTV^2/3=一定に変形できる」と解答にありますが、どのように変形したらそうなるのか分かりません。途中式を教えてください。お願いします。

(3) 物質量 0.50mol の気体がある。 子の数は いくらか。アボガドロ定数を6.0×1023個/mol とする。 (13) (4) 体積0.083m3, 圧力 3.0×105Pa, 温度 300Kの気体がある。こ の気体の物質量 nは何 mol か。 気体定数を R-8.3J/(mol· K)とす (14 る。 (15 (5) 気体の状態が右の図のア~エの経路 圧 カ で変化する。これらが, 定積変化, 等 (16 エ 圧変化,等温変化, 断熱変化のいず れかであるとすると, ア~エはそれ ぞれどの変化であるか。 (6) 一定量の理想気体に熱を加えた。 定積変化, 等圧変化, 等温変化 体積 0 3 の説明として適当なものをそれぞれの~③から選べ の加えられた熱はすべて内部エネルギーとなる。 の加えられた熱はすべて外部への仕事に使われる。 ③加えられた熱は, 一部が外部への仕事に使われ, 残りが内部エネ ルギーになる。 (7) 断熱変化で,気体を膨張させて外部に仕事をさせると, 温度はど うなるか。 (8) 原点の媒質の時刻 fs]における変位 y[m]が y=1.5sin2.0tと表さ れるとき,振幅 A[m]と角振動数の[rad/s]を求めよ。 (9) 位置x[m]の媒質の, 時刻 tis]における変位y{m]が y=2.0sin 2r(ラー)と表されるとき,振幅A[m],周期 Tis], 波長Am]を求めよ。 (10)水面上の2点 A, B からいずれも波長 4cm の波が同位相で出て いる。次の点では, 2つの波は強めあうか, それとも弱めあうか。 x 0.80. のAから 30cm, Bから 22cm となるような水面上の点P 6Aから 30cm, Bから 24cmとなるような水面上の点Q 6 AB の中点 M (11)図は媒質1から媒質2へ平面波が入射 媒質1 し,境界面で屈折したようすを示して 30° いる。このとき,入射角 iと屈折角rは A P B Joo° それぞれいくらか。 また, 点Pを通る 媒質2 中西を +

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物理 高校生

6番が分かりません。教えて欲しいです。

4、次の問いに答えよ。 (1)物質全体の温度を1K上昇させるのに必要な熱量を何というか。(教P100) (1)の単位を単位記号で答えよ。(教P100) (3)物質1gの温度を1K上昇させるのに必要な熱量を何というか。(教P100) (3)の単位を単位記号で答えよ。 (教P100) (5)温度の違う物体を接触させると、 高温の物体から低温の物体に熱が移動し、やがて温度が等しくなる。 この現象を何というか。 (教P101) (6)気体を形づくる分子や原子がもつ,分子間, 原子間の力による位置エネルギーや熱運動による運動ェ ネルギーの総和を何というか。 (教P102) 5.[熱量の保存] 次の問いに答えなさい。(教 P100~101) (1)温度 20℃、200gの水を 30℃に上昇させるには、 何Jの熱を与える必要があるか。 ただし、水の比熱は4.2J/(g· K) とする。 (2)鉄の比熱は 0.45J/(g· K) である。 0100gの鉄球の熱容量はいくらか。 のこの鉄球の温度を 20℃だけ上昇させるには、何Jの熱を与える必要があるか。 (3) 40℃の水 100kg が入った浴槽に 90℃の焼け石 20kg を入れたとき、浴槽の水と焼石の温度が同じになっ た。何℃になったか。 なお,このとき、浴槽への熱の移動はないものとする。 また、 水の比熱は4.2J/(g·k), 石の比熱は0.9 J/(g· k) とする。 6. [熱効率 (1)熱効率eの関係式を、熱機関が高温熱源から吸収した熱量Q て表しなさい。 (2)熱効率 40%の熱機関を用いて15kgの物体を2m持ち上げた。重力加速度を9.8m/s?としたとき、 の熱機関がした仕事はいくらか。 の熱機関に与えられた熱量はいくらか。 次の間いに答えなさい。(教P104) 、低温熱源へ排出した熱量Q2 を用い 2/2 文部科学省認可通信教育 文部科学省認可通信教育

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