物理の磁気の問題です。 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

180 第4章 電気と磁気 ★★ **140 【10分・16点】 XXXX 図のように, 自己インダクタンスLのコ イル, 抵抗値Rの電気抵抗, 電気容量 Cの コンデンサーを起電力 E の直流電源に接続 し 回路の特性を調べた。 直流電源およびコ E イルの内部抵抗は無視できるものとする。 0 A (4 R S₁ スイッチ S2 を開いたままで, スイッチ SL を閉じて, 十分に長い時間がたった状態について考える。 問1 コンデンサーに蓄えられた電荷はいくらか。 ①1/23CE ② CE ③ 1/12 CE2 ④ CE2 ⑤/12 LE ⑥ LE コンデンサーを充電し終わった後, スイッチ S を開き, 次にスイッチ S2 を閉じ ると,コンデンサーとコイルから成る電気振動回路ができる。すなわち, 充電され たコンデンサーの電荷はコイルを通し放電され, 振動電流が流れ始める。 ①1月 1 問2 スイッチ S2 を閉 (2 じた時刻を t=0 とす m AAA t るとき, コンデン サーのb点側の電荷 Qの時間変化を表す グラフはどれか。た だし, グラフの縦軸 はQを表すものとす る。また, マイルに 0 流れる電流の時間 WIN 変化を表すグラフは どれか。ただし,電流は a点からb点の向きを正とし, グラフの縦軸はiを表すも のとする。 Q のグラフ 1iのグラフ 2 問3 電気振動の周期はいくらか。 0 T√LC 22 T√LC T√LC 問4 インダクタンスLのコイルに電流Iが流れている場合, このコイルに蓄えら れているエネルギーは 1/12 L12 で与えられる。これを用いて,この回路に流れる振動 1 2T LC 電流の最大値はいくらか。 0 EVE EVEⓇ CE EVE E. ED C a IS₂ mm b IC §ε 図 に、 に時 何と れ (2 2 問3 問4 は ① to

物理の電気の問題です。 黄色マーカーで引いたところの解説お願いします

合成抵抗 **120 【8分・12点】 合成抵抗 0 0 黒鉛筆で方眼紙のマスを濃く均一に塗りつぶして電気抵抗を作り, 合成抵抗の実験 をする。図1のように,2×1マスの太線を2本描き,太線の端を導線に接続し、 線の他端を端子に接続する。端子間の合成抵抗をテスターを使って測定する。ただ し,同じ幅の太線の抵抗は長さに比例するものとし, 方眼紙は電気を通さないものと する。 電気と磁気 2 2 ① 端子 図1 問1 図2のように, 12×1マスの太線を描き加え,太線の端を導線で端子に接続す る。この操作を繰り返して行い, 1回ごとに合成抵抗を測定する。 太線の数Mに 対する合成抵抗の測定値を示した図として最も適当なものを一つ選べ。 ・・・・・・・・・・ 黒鉛筆で塗りつぶした太線 M=3 4 6 太線の数 M 基 XXXXXXX 4 6 太線の数M 方眼紙 合成抵抗 合成抵抗 図2 0 2 4 6 0 端子 太線の数 M 2 4 6 テスター 太線の数 M to CHEESEN COMERCICICIBERCO MAR MARCAS DE DESERONO M=6 合成抵抗 0 2 4 6 太線の数M 問2 図3のように,太線を6等分した位置に針金の両端を接続し､ 針金の数を増や しながら, そのつど合成抵抗を測定する。 最初の針金は太線の左端から2マス離れ た位置に置き, 2マス間隔で順次針金を追加する。 針金の数NZ対する合成抵抗 の測定値を示した図として最も適当なものを一つ選べ。 ただし, 針金の抵抗と太さ は無視できるものとする。 合成抵抗 合成抵抗 針金 トートート ① 2012345 針金の数N 4 N=1 ① 0.50 012345 合成抵抗 ②1.0 合成抵抗 図3 012345 ② ③ 1.5 針金の数N ⑤ 012345 §4 電流 155 導線: 図 4 ④ 3.0 BE WA BA 針金の数N 針金の数N 間3 図4のように,太線を3等分した二つの位置に抵抗と太さが無視できる針金の 両端を接続し,さらに, 2本の針金を導線で接続する。 12×1マスの太線1本の抵 抗を3.0kΩとすると, 合成抵抗の値はいくらか。 ただし, 導線の抵抗は無視でき るものとする。 kΩ de 48 48 N=5 合成抵抗 012345 針金の数N ⑤ 6.0

5番の解説で、Aと同じ向きって書いてあるのですが正負で逆になってるのは何故ですか

物 234 第4編 電気と磁気 基本例題 90 磁場を横切る金属棒に生じる誘導起電力 レール a 金属棒 抵抗 R 軸の O 正の向き 2 図1のように, 真空中に金属レー y 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1〔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 E- 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 ているとき (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。 (2) 金属棒に流れる電流の大きさ I 〔A〕 と向きを求めよ。 (3) 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] で動いているとき (5) 金属棒に流れる電流の大きさ I' 〔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BI [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] Z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=vBI (V) (2) キルヒホッフの法則ⅡⅠIより E-V=RI E-vBl よってI=. (A), R 軸の正の向き (3) F-IBI=(E-UBL) BI (N) F=IBl=1 R 図 1 >>431,432 B ○磁場 (4) 力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”の増加とともにVも増す。 V がEに達すると, ②, ③ 式より I=0 F = 0 となり,以後,速さは。 で一定 になる。 ③式で,v=v のとき F=0 より E-vo Bl=0 E よって 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'=- 〔A〕,y軸の負の向き R+r

5番の解説で、Aと同じ向きって書いてあるのですが正負で逆になってるのは何故ですか

物 234 第4編 電気と磁気 基本例題 90 磁場を横切る金属棒に生じる誘導起電力 レール a 金属棒 抵抗 R b 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1〔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 E- 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 ているとき (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。 (2) 金属棒に流れる電流の大きさ I [A] と向きを求めよ。 (3) 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v 〔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 r を加えて動かした。 金属棒がx軸の正の向きに速さ 〔m/s] で動いているとき (5) 金属棒に流れる電流の大きさ I' 〔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] Z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ⅡIより E-V=RI E-vBl よってI=- (A), R 軸の正の向き (3) F=IBI=(E=UBI) BI (N) R C 2 図 1 >>431,432 B ◎ 磁場 軸の 正の向き ひ (4) 力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”の増加とともにVも増す。 V がEに達すると, ② ③ 式より I=0, F = 0 となり,以後, 速さはvo で一定 になる。 ③式で,v=vのとき F=0 より E-vBl=0 E よって 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〕 UBU I'= 〔A〕,y軸の負の向き R+r

この図2で、「指を触れるとアースされて正電荷が指を通って出ていく｣と思ったんですが、自分の考えは誤りですか？

240 第5章 電気と磁気 <発展例題 98 箔検電器 帯電していない箔検電器の金属板に正に帯電した棒を近づけると、箔が開いた (図 1)。次に,棒を近づけたまま金属板に指を触れると、箔が閉じた(図2)。 続いて指 を金属板から放し(図3) 次に棒を遠ざける (図4) と, 箔は再び開いた。 下百 図 1 図2 図3 (1) 図1~4のように箔の開きが変化する理由を説明せよ。 (2) 負に帯電した棒を用いて図 1~4の操作を行っても、 最後に箔は開く。 最後の 状態 (図4) では, 箔に分布する電荷は正・負のどちらか。 舞答 (1) 【図1】 正に帯電した棒を近づけると、静電誘導により、 金属板には負電荷が現 れる。 導体部分の電荷の総和は0であるため, 箔には正電荷が現れる。正電荷どうしの反 発力により,箔が開く。 SBBS COMP 【図2】 金属板に指を触れると、 帯電した棒の正電荷からの引力に より, 人体からの負電荷が指を通って箔に移動する。 この負電 荷と箔の正電荷とが打ち消しあって帯電しなくなるので、 箔は 閉じる (図a)。 導体部分全体では負に帯電している。 【図3】 人体からの負電荷の移動は終わっているので、金属板から 指を放しても変化はない。 図a 【図4】帯電した棒を遠ざけると、 金属板の負電荷の一部が箔にも 移動するので、負電荷どうしの反発力で箔は再び開く (図b)。 (2) 負に帯電した棒を用いると,正・負が (1) と逆になる。 14 正

(2)の電流の向きについてです。どうして電気量が減ると②の向きに流れると考えられるのですか？

221. 平行板コンデンサー● 図のように,極板 A, Bを もつ平行板コンデンサーがスイッチSを通して電池につなが SY れている。スイッチSを閉じたところ,コンテデンサーには 9.0×10-1Cの電荷がたまった。 (1) スイッチSを閉じたまま,極板の間隔を3倍に広げた。 その後十分に時間がたったとき,コンデンサーに蓄えら れている電気量Q[C] を求めよ。 2) (1)の操作において,点Pを流れた電流の向きは①か②のどちらか。また,このとき点 Pを通過した電気量の大きさは何Cか。 B > 例題 44

写真の問題(5)の仕事を求める問題について質問です。W=q⊿Vより、 W=1.6×10^-9×(VB-VA)= 1.6×10^-9×(20-60) と計算してW=-6.4×10^-8となったのですが、 解答はW=6.4×10^-8で符号が逆で間違えました。 解答は⊿V＝(V... 続きを読む

リード D 124 第4編電気と磁気 正の極板 IC 214. 電場と電位● 図のように,2枚の広い平行極板 が真空中にあり,極板間隔は 0.40m, 極板間の電位差は 80 0.10m Vである。両極板の間に A, B, Cの3点があり,各点は 図のように1辺が0.20mの正三角形の頂点にある。そし て、点Aは正の極板から 0.10mの距離にあり,2点A,B0.10m A 0.20m 'C B 負の極板 を結ぶ直線は極板と直交している。 (1)点Aを通る等電位線(等電位面と三角形 ABC を含む面の交線)を実線を用いて,ま た,点Cを通る電気力線を破線を用いて描け。 (2)点Aの電場の強さE[V/m] を求めよ。 (3)点Aと点Bの負の極板に対する電位 VA[V], VB[V] を求めよ。 (4)点Aに1.6×10-°C の正電荷を置いたとき,この正電荷にはたらく静電気力の大きさ F[N) を求めよ。 (5)(4)の電荷を,点Aを出発して直線 AC上を点Cまで運び,さらに直線 CB上を点B まで運ぶとき,静電気力がこの電荷にする仕事は合計して何Jになるか。 (6) いま,点Aに(4)の正電荷が固定され,それと等量の負電荷が点Bに固定されているも のとする。この場合の,点Cにおける電場の強さ Ec [V/m] を求めよ。ただし,真空 中でq[C)の電荷からr[m] 離れた点の電場の強さは, 9.0×10°-[V/m] である。 208

交流 (1) 直流のときの消費電力はV/Rだから、それに交流の実効値を代入して解いたのですが大丈夫でしょうか？？ 3枚目です。汚くて申し訳ないです。 VにVo/√2を代入しました。 どなたか教えて下さると幸いです

182 第4章 電気と磁気 **142 18分12点】 「2/29 図のような抵抗Rの抵抗器と, V=Vosinwtの交流電源 の回路がある。 V=Vosin ot 問1 抵抗で消費される電力の1周期にわたる時間平均値は いくらか。 V。 0 4R V。 の の 2R V R 2V3 「R 4V% R 2 問2 Vo=100V, R=100Ωの場合, 抵抗を流れる電流の実効値はいくらか。 A 0 0.50 2 0.71 3 1.0 ④ 1.4 6 2.0 **143 【8分16点)

電磁気 問4を最初からつり合いの式で出してしまったのですが大丈夫でしょうか？？

導体棒の速さがかになったとき, 回路を流れる誘導電流の大きさをIとする。 質量mの導体棒 PQをおく。 この導体棒には軽いひもと滑車を通して質量 Mの とし,ひもの質量は無視できるものとする。また, 重力加速度の大きさをgとする。 175 174 S7 電磁誘導 第4章 電気と磁気 **136 10分16点】 -/27 GI て正しいものを一つ選べ。 の た2本の導線レール ab, cdがある。 bd 間を抵抗Rの抵抗線でつ木平に 力の向き F 左向き ぎ、レール上に 車を通して質 Mのおし eIB りがつり下げられている。最初は落下しないようにおもりを手で 右向き eIB で支え。 したところ, おもりは静かに落下し始めた。導体棒はレール上を入、静かに の 左向き er'B に手を数 に動くもの erB 右向き の b Q a AB AB 問3 速さnはいくらか。 MgR 0 ときの速さをnとする。 MgR の MgR) (MgR)? BC ひも の BL m d P C のを一つ選べ。 H 大小関係 M W>H Mg R- BE 0 問1 1と導体権を流れる電流の向きの組合せとして正しいものを一つ選べ Mg) の W>H I 電流の向き Mg R BL Blu W=H 0 P→Q R R) Blv OT の Q→P の W=H R Blv° P-→Q R Blv? Q→P R

電磁気 (2)のとき電磁力BILが消えるのにそのまま等速度運動するのは何故でしょうか、、？

EX2 Ex1に続いて, ab間にRの抵抗と起 電力Eの電池をつなぎ, スイッチを付 ける。PQをレール上で静止させた状態 でスイッチを入れる。外力は加えない。 (1) PQの速さがひになったときの電流 Iを求めよ。 (2) 十分に時間がたったときの PQの速さ v」 を求めよ。 b Q R Eデ a P B