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物理 高校生

磁場から受ける力がなぜこうなるかわからないです!教えていただけると嬉しいです!

次に, 全てのスイッチS1, S2 を開いて磁場を加えるのをやめ, 正方形コイルをは じめの位置に戻して固定した。その後、図2のようにおもりの代わりに質量 M1の細 長い棒磁石を取り付けた。棒磁石は上側がN極,下側がS極となるように取り付け られており,N極,S極の磁気量はそれぞれ+m,-m(m>0)で,磁極間の距離は lである。いま,この装置全体に鉛直上向きに,高さぇと共に変化する磁束密度 B(B1>0)の磁場を加える。 磁束密度B1 の変化量4B1はzの変化量 4z に対して AB=KAzで与えられ,レールが固定されている水平面内で磁束密度B1 が B の値 を持つように調整されている。 ここで,勾配Kはゼロまたは正の値である。 この装 置が置かれている領域では加えた磁束密度の成分,成分は無視できるほど小さ く高さが等しい水平面内では B1 の値は等しい。 また、棒磁石の磁気量は磁場の 強さに依存しない。 空気の透磁率をμとし,棒磁石がつくる磁場の影響は無視す る。 S1 E 1 R Sz Z Q P D +m N B1 ★x Mi 図2 -m S 設問 (5) K = 0 の場合に,スイッチS を閉じて正方形コイルの固定を静かに外す と、正方形コイルは止まったまま動かなかった。 鉛直上向きの力を正とし て、棒磁石のN極, S極が磁場から受ける力をそれぞれl, m, B, g, μ のうち必要なものを用いて表せ。 また, 棒磁石の質量 M」 を R, E, ℓ, m, B, d,g,μのうち必要なものを用いて表せ。

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物理 高校生

この問題で直線の傾きは負なのに、答えの電場が負にならないのはなぜですか?

G 基本例題 71 一様な電場内での陽イオンの運動 x軸に平行な一様な電場があり, 位置 x 〔m〕 とその点V[V] の電位V [V] との関係は,図のように表される。 (1) 点Aと点Bの電場ベクトルを EA, Eb [V/m〕 とする。 30 E, EBの強さと向きをそれぞれ求めよ。 / (2) AB間の電位差 VAB 〔V〕 を求めよ。 電場の強さ E= AB 次に,点Aに電気量 3.2×10-19C の陽イオンを静かに置いたところ, イオンは電 0 0.020 0.040 0.060 場から力を受けて動きだした。 | (4) イオンが点Bに達したときの運動エネルギー K〔J〕 を求めよ。 / (3) イオンが電場から受ける力の大きさ F〔N〕 を求めよ。 傾きこの電場 V d (1) 一様な電場なので V 130 EA=EB=E== d 0.060 (3) F=qE = = 5.0×10²V/m 回 電場の向きは, 高電位→低電位の 向き。よって, E. EBともに x軸の正の向き (2) AB間の距離 d' = 0.020m より VAB=Ed' 電荷が受ける力 F=gE =(5.0×102)×0.020=10V 第21章 静電気力と電場・電位 187 ● =1.6×10-16N =(3.2×10-19)×(5.0×102) POINT 355 x (m) 電荷を運ぶ仕事 W=gV (4) AB間で電場がイオンにした仕事 W=qVAB イオンの運動エネルギーの変化=電場が した仕事W より (1) K-0=qVAB よって K = (3.2×10-19) ×10 = 3.2×10-18J 一様な電場 電場の強さ E=- V ← 電位差 d←距離 物

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