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物理 高校生

⑸の計算がよく分からないのですが、途中過程を細かく教えて頂きたいです🙇🏼‍♀️

右の図は,起電力E, 内部抵抗rの直流電源に, 可変抵抗器(抵抗値Rは自由に変 396,397,398,390 基本例題 81 電池から供給される電力 EA えられる)をつないだ回路を示している。 (1)可変抵抗器を流れる電流Iを求めよ。 (2) 可変抵抗器に加わる電圧Vを求めよ。 (3)全回路で消費される電力 P。 を E, r, Rで表せ。 (4) 可変抵抗器で消費される電力 P、を E, r, Rで表せ。 (5) P, の最大値を求めよ。また, そのときのRを求めよ。 (6) Po-Pは何を意味するか, 15字以内で説明せよ。 RS 念 解営 E Y 指針 キルヒホッフの法則I E=RI+rl, 電圧降下 V=RI, 電力 P=IV=I°R などの式を用いる。 解答(1)キルヒホッフの法則Iより P=1°R とき,Pは最大と なり,最大値は E E=RI+rI I'r E よって I=- R+r 4r E (2) オームの法則「V=RI」より R -E R+r' Po=IE 別解(4)の式をRに関する2次方程式に V=RI= 変形して PR°+(2P.r-E")R+P.f=0 Rは実数であるから, 判別式Dは D=(2P.r-E°)-4P,×P.r =E'(E°-4P.r)20 D= (3) 電力の式「P=IV」より E? Po= IE=- R+r (4) 電力の式「P=I°R」より 3 2 E P=l'R= R R+r, ゆえに P.s P,の最大値 E E 4r' 4r マー() EJR \? R+r E? 2 のとき(4)より R=r (6) E=RI+rI より IE=I°R+I'r よって Po=P,+I'r すなわち Po-P、=I'r Po-Piは 内部抵抗rで消費される電力。 E (5)(4)より P== Rtr! E? 三 (VR+r/NR)(/R-r/\R) +4r r よって,VR=,すなわち, R=rの VR

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物理 高校生

名問の森電磁気10番です。お願いします!! (5)までは理解しているのですが、(6)がわかりません。保存則の等式で、右辺の電位が0になる理由がわからないです。確かに、点電荷A、Bからなる電位は点Oでは0なのでしょうが、一様電場からの静電気力は右向きですので、左に行くほど位置... 続きを読む

F=qE[N] の力を受ける。正電荷はEと同じ向きの力を, 負電荷は逆向きの 電気分野の基礎は何といってもクーロンの法則だが, 実用上は電場(電界)Eと 38 電磁気 10 静電気 +Q[C)の点電荷をA点に, -Q(C) の点電荷をB点に固 定する。AB間の距離は21 [m]であり,ABの中点をO とし、0点からL[m]離れた ABの垂直2等分線上の点を Cとする。クーロンの法則の 比例定数をk [N.m'/C°] と 無限遠を0[V]とする。 0点とC点での電場(電界)の向きと強さをそれぞれ求めよ。 (210点の電位と, 線分OBの中点Mの電位を求めよ。 ta[C]の電荷をもつ質量m[kg]の小球PをM点に置き, 静かに 横す。 Pが0点を通るときの速さを求めよ。 次にPをC点に置き, 線分ABに平行に一様な電場をかける。する と、Pに働く静電気力は, 一様な電場をかける前に比べて, 向きが逆 転し大きさが半分となった。 (一様な電場の向きと強さを求めよ。 PをC点からM点まで静かに移動させた。この間に外力のした仕 事を求めよ。 C +Q 0 M A B M点でPを静かに放すと, Pは左へ動き出し, やがて0点に達し、 一瞬静止した。 このことからLを1で表せ。 Level (1) 0 : ★★ C:★ (2)~(4) ★ (5)★ (6)★★ Point & Hint 電位Vが重要な役割りを果たす。 その

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物理 高校生

この問題がわかりません教えてください!

Yc C Pc. Ye 0 A PAYA= 0 0 VE E PEYE PeYa B VD YD D Pp-Vp 断面積 a の水柱の力の差と近似 図5管の水を曲がりを無視して近似 図4段差のある2つの水槽と管 段差のある状態で置かれた二つの水槽があり、 その間に内部を水で満たした管が渡さ れている状態を考える (図4)。 段差の上の段にある水槽の水商Aを基準の高さとしてあり (A = 0)、下の段の水槽の水面Eは リ5く0となっていて、 水面Aよりも水面Eは下にあ るものとする。この状態からどのように変化するかを静水圧の関係と重力で調べることに する。水の密度をp、 重力加速度をgとして以下の設問に答えよ。 (a)静水圧の関係から、 水面Aと符の端点Bの圧カの関係を記述し、端点Bの圧力 pB を求めよ。さらに、 水面Eと管の端点Dの圧力の関係を記述し、 端点Dの圧力 pp も同じく求めよ。但し、 pa = PE = po(大気圧) であるものとする。 (b) 管の中の頂点Cにおいて、 水がどちら側に引っ張られるかを計算したい。 頂点Cの 断面に加わる力を計算しよう。 問題を簡単にするため管の曲がりを無視し、 断面樹 aの水柱の力の釣約り合いを考えることにする (図5参照)。端点B側の水柱から加わ る力をFB、端点D側の水柱から加わる力を Fbと定義する。 ここでド向きを正とす る。水柱による力は、1上からの圧力による力+重力によるカー下からの圧力による 力である。Fa と Foを求めよ。 (C) 上の結果から水はどうなるかを説明せよ。 この結果がサイフォンの原理である。 (d) この状況は、管の高さに制限が加わる。 それは、頂点Cでの圧力 pc > 0を満たす 必要がある。大気圧が1気圧%= 1.013 × 10°Pa, 水の密度p=D1.0×10°kg/m°、重力 加速度g=9,.80m/s° としてこの制限を求めよ。

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