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物理 高校生

この問題の(g)についてですが、答えの仕事は正でした。ですが電場と逆向きに電子が動くため仕事は負だと思うのですがなぜ違うのしょうか??

90 15直流回路 標準問題 必解111.〈導体中の自由電子の運動〉 断面積 S, 長さLの導体がある。この導体には, 電気量 -eの自由 電子が単位体積当たりn個含まれるものとして,次の問いに答えよ。 (1)図のように,導体の両端に電圧 Vを加えた。 (a) 導体内に生じる電場の大きさはいくらか。その向きは図の A, Bのいずれか。 S (b) 自由電子が電場から受ける力の大きさはいくらか。その向きは 図の A, Bのいずれか。 (2) 自由電子は電場から力を受けるが, 導体中の陽イオンからの抵抗力を受け, この2つのカ がつりあって,自由電子は一定の速さで移動するとみなせる。この抵抗力の大きさが自由 電子の速さに比例すると考え,その比例定数をkとする。 (c)自由電子の速さはいくらか。 (d) 導体の断面を単位時間に通過する電子の数はいくらか。 (e)導体を流れる電流の大きさはいくらか。 (f)オームの法則と(e)の結果を比較すると,導体の抵抗はいくらになるか。 (3) 導体の両端に加えた電圧により生じた電場は, 抵抗力に逆らって自由電子を移動させる 仕事をする。この仕事は, 導体から発生するジュール熱と等しくなる。 (g) 電場が1個の自由電子に単位時間にする仕事はいくらか。 (h) 導体から単位時間に発生するジュール熱はいくらか。 [17 福岡大)

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物理 高校生

答えの右上の図に、cの右と左で逆向きの磁束を受けているものがあるのですが、両方紙面の手前から奥の向きでないのは何故ですか?

7電磁誘導 101 A 126.〈金属円筒中を落下するネオジム磁石〉 次の文章中の口ア]~ウに適当な文字式を入れよ。 また, 肢から適当な語句を選べ。 図のように,水平な台の上に半径r」の金属円筒の管を置き, 質量が 標準間題 は内の選択 a Mで円柱型のネオジム磁石Aを, N極側の面 (円柱の底面)を下にし て管内で水平に保ち,静かにはなした。 管の中心軸をz軸にとり, 鉛 直下向きをえ軸の正の向きとする。以下ではAは面を水平に保ったま ま落下するものとする。その間,空気による抵抗はないものとし, A. は管の側面に当たることはないとする。 また, 重力加速度の大きさを AL 0 gとする。 'Aが落下しているとき, 管をz軸を中心軸にもつコイルの集まりと みなし,Aの下方にある1つのコイルC(図の斜線部分)を貫く Aによる磁束の時間変化を 考える。レンツの法則より, Cには図中の上から見て [a(時計回り, 反時計回り】に誘導電流 が流れる。その誘導電流の大きさをVとする。図のように, Aから出る磁束線が, 管のCの 部分(金属円筒の側面の一部)を貫ぐ位置での磁束密度の大きさをB, 向きを2軸の正の向 きとなす角0で表すと, コイルCの各部分がAによる磁場(磁界) から受ける力の合力の向 きは2軸のb正, 負】の向きである。また, その合力の大きさfは, Cの円周にそった一回 りの長さを流れる大きさIの電流が磁場から受ける力の大きさに等しく, 円周率を元として、 f=ア-2元r である。 同様に, 管のAより上方にある部分がAによる磁場から受ける力 の向きは,z軸の[c正,負】の向きである。一方Aは,管全体がAによる磁場から受ける力 の反作用として, 管全体から力を受ける。 その大きさをF(F20)とすると, Aのz軸方向 の運動方程式は,加速度をaとして Ma=[イ」 …0 Fは, Aが落下し始めた直後は0であるが, Aの落下の速さかによって変化する。 やがて ー18 千葉工大) で与えられる。 ひが一定になったところでFも一定になる。 このときのFの一定値F。は0より, F-ウ」である。 金属円筒の管

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解説お願いします 苦手分野の電磁気

議径 tm] で POQ が直角である扇形 OPQ の1 巻きのコイルがある。図のように. このコ 刻形を点 O がxy 半面の原点に一致するように置き,. コイルが点ひ を中心として, ry 平面上を |回転できるようにする、いま, rz平面の領域 0 に紙了面に垂直で表から癌に同かう磁東審度 ET】 の一様な磁場をもかけ, コイルを点 0 を中心として反時計回り に一定の角速度 irad/s} で 間回坂きせた。なお, コイルの抵抗値は ALO] であり、 コイルが領域> 0に入るときに0Q が 干を通過する時刻を/ = 0 とする。コイルを流れる電流が作る磁場の大き きはどの大ききにだ比 二分に小さいものとし,、 またコイルの自選誘導は無複できるものとする。 』。 コイルが1 回転するのにかかる時間 7[s] を求めよ。 磁医洛の法則より, の間に るとき。 コイルに 人 [V] の時中電力が生じる。まず0 <くり < <坊m 記のとき。 コイルに はは [4) ] の向きに流れ. コイルに生じる 証 5) |「V】 である。 コイルに流れる電流の大きさはオームの法則より、 ヨルに電流が流れると, コイルは磁場から力を受ける。そのため, コ 請先る力の大き さは [ (17) ] [NJ、コイルの 0Q 部分が場から受 N] となる。 一方 ぐしく tl の場合には, コイルには誘 隊れこのとき生じる誘導起電力の大きさは | (20) | [V] となる。

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お願いします!!! 一個とかでも大丈夫です! どなたか!!

を入れなさい< 1 ie 昌 ]」のつりあいの条件は。 作用するカカ6 ことである。 いま質基 7 kgの【 有線が一致しない ーっのカカがはたらし ヽた場合を考える人月 ベクトルの和は 0 であるが, 力の作用点のまねわりの【還2訓| <ある。 このような一組の力を(央上 | 速 きさを調べで (2) ある末きを正とした1 つの邊方向の物体の運動がある。 90 に 只 ヽた。こ たらいている力の合計 a 間は 0 m/ぷであり, 静止していた。 このときは ら ないて6 秒へ0二語較 後の となる。 ー 2 m/ぷであった。 したがって, 4 秒後の速さは【 7 m/s < wi電間 その後 0 m/ぷ"の加速度が【 8 】秒間続き物体は藤止した この運動は, この軸 1向き方向9 り, その移動距離は【 10 】m である。 、 も 3 げた たりした。 この系 二詳のbp牛の押委でき5ホをっけ。 ネの他作を持って上げたり下げ と おもりの運動方程式は【 11 ]の式で表される請如 とし, 上向きを正とする加速度を g [m/"Jとする 加速鹿を 9 とする。 いま, mn 0.5kg,9 王 98m/5とし 手が04 kgw(kg 5 の の加速席の大きさは【 12 】であり, その向きは【 13 ]である。 また おもりの加速度が下向き(< 5 手が引く力の大きさは【 14 】であり, おもbりが上向きに一定の速さで動いているどき 手が糸を引VNでM さは【 15 】である。 (3 重旋加速度を 9 [m/sJとし, 空気抵抗は無視できるものとする。 反発(はねかえり) 係数 e の水SEな) /(Jのところにある質量 ヵ (kg)の小球は, 床を基準にしたときに【 16 】] の位置エネ2 小球を時刻 # 三 0 s で静かに落下させた。 落下中に小球に加わっている力の大きさは【 17 】I に衝突する直前の小球の速きは【 18 】m/<)であり, 和括直後の小球の運動エネルギーは【還9 この後, 最初に小球の速さが 0 m/s になったときの, 小球の床からの高きは【 20 】LmJである3 発電所でつくられた電気は【 21 】器で 150 kVから600 kV に昇圧されて, 送電線で送られる 放加訂府 上00 」に適切な語, 数値 または式: 0 になる は反対だが大きさはともに 7 〔N]で, 作有 離を 。 (m〕とすると, この物体に作用する力の 訪とも【 3 】〔Nm〕であり, 重心のまわりの【 2 (5 る前に利用しやすい電圧に段階的に降圧される。 送電線は長距離になるので, 家庭で合わ4る 【 22 】な電気抵抗をもっでいる。 同じ大きさの電力を送電する場合, 150 kV を用いた場合は 600 合に比べ 送電線による電坊損失は【 23 】倍となる。このように電圧をより【 24 】して送電iる理 少なくできる。 したがって, 発電所では交流電圧を発電している。 また, 家庭で使用できる電圧100 ある。 100 V で 1500 W の電熱器を 200 V でそのまま使えるとすると, この場合【 25 】W の電訪を滴 《解答欄》 169| 【2】 【3】 【4】 【5】 帳価 カッ?モッント 【6】 4| 【8】 【9】 0 169| 【2】 【13】 Wi| 【6】 【17】 【18】 | 【21 【22】 【23】 | SMUPHYS2021-01 (7〕 〔8] 〔9} 1

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どなたかお願いします。

9 nokia軸 2 | 図 1のような装置を用いてパネの伸びを調べる【実験 1]と, 【実験由】を行った。 決の各問に答えなさい。 【実験】 (験】パネの下英に拉宙るし, 衣正したときのパネの他びを油定した< 結果]おもりの個数パネを引く力, パネの仲びを表 1 にまとめた。 (考察]グラフから, パネの伸びはバネを引くカカの大きさに これを( ② )の法則という。 【実験中】 ⑰ 表 の結果を, 綻輌にパネの伸び, 横幅に力の大きさをとり, 測定結果をく解答杜) [実験水平に置いたときに針が 0 を示すように, バネ衝を調整しだ 図2 のような装置を用いてで旋の合成 ( ⑦ )することが分かった。 後, 金属の輪に ミ 3 未の未を取り付け, パネの瑞を固定する。 2 本のバネ称でカAとカB を加 ノ を属の輸の中選が点 O にくるようにバネを引き伸ばし静止させ(図 の, 2 カ A, カカ B の大きさを測定する。 のグラフにまとめなさい。 ⑫ 【実験 T 】の[考察]の①, ②に適当な語句を入れなさい。 3) バネにおもりを6 個吊るした場合のバネの伸びは何 cn になるかを答えなさい。 [千果]カ A カカ B をベクトルで表したら図 3 のようになった。 [考察]金属の輪が静革していることから, バネが金属の輪を引く力と, カAと力Bの 合力はつり合っでいることが分かる。 2 つのカがつり合う場 いに( ⑥⑧ )向きで, 同じ直線上にあり, 大きさは( ④ )。 したがっで, 【実 験TJでパネが金属の輪を引くカカは( ⑥ )N であることが分かる。 ④⑭ カAと力B の合力を(解答欄》の図中に矢印で描き入れなさい。 ⑤) 【実験 m】の〔郁察〕の③④, ①⑥にあてはまる語句を, ⑥にあては まる数値を符えなさい。 ただし, 図 3 の 1 マスは 1 N とする。 合。 2 つのカカは 表1 バネを引く力の大きき おもりの個数し個]| 0 | 1 12 バネをglく<カ(NJ 1 0 oz|O バネの伸び(cm] | 0 12.0138l 《解答欄》 ① ⑫⑨ ⑬④ 10.0ト竹生生生 バ ② 氷 京O 人 び5.0 【cm] ⑧⑱ て5 04 06 08 10 ⑮⑨ @ 力の大きさ【N] SMUPHYS2021 -05

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物理 高校生

どなたかお願いします。

なでで会 9 ェュ 語 たは式を入れなさい< | TOt 2 0 1 5 WW 前2あいの条件は, 作用するカッ であるいま質基 7 kgjの【 ュ1]に 和が 0 になるご 人 致しない三つのカがはたらし ヽた場合を考える。 作用 は反対だが大ききはともに 刀〔NJで, 作用が a ま】 > 座を 。 (mJとすると この物体に作用するカのペクトルの和は 92 io 方と6【 3 (Nm)であり, 重むのまわりの【 2 】の和は【 4 JNIであんて 本 0 内 =プ隊軸の加速誕の大きさを調べてみた。 最ヵ (2) ある向きを正とした1つの軸方向の物体の運生 人 間は 0 m/s” であり, 静止していた。 このときはたら 2の合是は[5 JN である。 次の 4 秒遇y 後の速さは【 7 】m/s となる。 続いて 6 秒間, 加速度は 0 m/ この運動は, この軸の【 9 】向き方向 大きさをもち変形を無視できる物体を一般に 和が 0 になることと 任意の点のまわりの【 2 】の ー0.2 m/s*であった。 したがって, 4 秒 その後 0.1 m/ぷ"の加速座が【 8 】秒間続き物体は遂目レた り, その移動距離は【 10 】nm である。 5 質量 w のおもりに質量の無視できる糸をつげ, の介地振ラで上げたりドげたりした。 この糸の天罰 とし, 上向きを正とする加速度を g Ln/sJ]とするら おぉもりの運動方程式は【 1 ]の式で表される。 た 加速度を 9 とする。 いま ー 0.5kp 9 98m/sとli宇250.2 kW(kg 重) の力で終を引いてい の加吉度の大きさは【 12 】であり, その向きは【 13 】である。 ま 有5のの吉速訟が下向きに 1.5 m 手が引くカカの大きさは【 14 】であり, が上同きにだの東SIぐ動VC \ろこさ。 手が糸を引いている さは【 15 】である。 (3 (4) 重力加速度を 9 [msとし, 空気抵抗無視できるものとおある。 反発(ほねかえり) 係数 e の水平な床から言。 ん m)のところにある質量 [kg)の小球は, 床を基準にしたときに【 19 の位置エネルギーをもっ。- 小球を時刻 # 三 0 s で静かに落下させた。 計ドにに加わっでぐいるカの大ききは【 17 】NJであぁ. に衝突する直前の小球の速さは【 18 】(m/sJであり: 衝突直後の小球の運動デネルギーは【 19 1Qj この後, 最初に小球の速さが 0 m/s になったときの, 小球の床からの高きは【 20 】(m〕である。 発電所でつくられた電気は【 21 】器で150 kVから600 KW に見圧きMG 送電線で送られる。 そして, 都市へ) る前に利用しやすい電圧に段階的に隆眉されるs 送電線は長距離になるので, 家庭で使われる 【 22 】な電気抵抗をもっている。 同じ大きさの電力を送電する場合 50kVを用ゆぶだ場合は, 600 kV を用いた 合に比べ, 送電線による電力損失は【 23 】億となる。 記の2に電圧をまりMI 24 】して送電すると, 電力損失# 少なくできる。 したがって, 発電所では交流電圧を発電しでいる。 また, 察庭只便用ぐきる電圧は 100Vと200V: ある。 100 V で 1500 W の電熱器を 200 V でそのまま使えるどると。 きの場合則25 】W の電力を消費する。 5) (角徐) 回 委 (ai 本 | 【e】 【7】 【8】 【9】 【10】 | (5 ta ul il [ie】 【17】 【18】 【19】 【201 Ia [22】 【231 IgA

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