学年

教科

質問の種類

物理 高校生

無限遠基準で電位考えて、金属内部は電位等しいからc点での電位がbでの電位になると考えたんですけどこたえはbでした。なぜですか?

必解 86 105.〈帯電した導体がつくる電場〉 次の文中のに適切な数式または数値を入れよ。 ただし, 数式は, ko, a, b, x,Q のうち必要なものを用いて答えよ。 ガウスの法則によると, 任意の閉曲 面を貫く電気力線の密度は電場の強さ に等しい。例えば, 真空中で点電荷を 中心とする半径の球面を仮定して考 えれば,点電荷から出る電気力線の本 数を球の表面積でわった値が球面にお ける電場の強さとなる。 そのため,電 金属球 M Q 図 1 -a- なぜここ電場ない 金属球殻N 図2 0,0 図3 気量g (g>0) の点電荷から出る電気力線の本数 n は, 真空中でのクーロンの法則の比例定数 ko を用いて, n=ア と書ける。 図1のように, 真空中に半径aの金属球Mがあり, Q(Q>0) の電気量をもつように帯電さ せた。金属球Mの中心Oから距離xだけ離れた点における電場の強さ E,電位Vについて考 える。 ただし, 電位Vは無限遠方を基準とする。 x≧a のときは,金属球Mから出る電気力線は金属球Mの中心から放射状に広がると考 えられるため, 電場の強さEは,E=イとわかる。 また, その点の電位Vは, V=ウである。 また,x<a のときは, 導体内部の電位は導体表面の電位と等しく, 導体内部に電気力線 が生じないことから,E=エ, V=オとなる。 図2のように,内半径 6, 外半径cの金属球殻Nがあり,-Qの電気量をもつように帯電 させた。このとき,金属球殻Nが球殻内部の真空の空間につくる電場は,内部に発生する電 気力線のようすを考えると0である。 次に,図3のように,真空中で,金属球殻Nで金属球Mを囲い, 金属球殻Nの中心 O′が金 属球Mの中心Oに一致するように配置した。ただし,a<b<cであり、金属球Mの電気量は Q,金属球殻Nの電気量はQのままであるとする。このとき中心から距離 x(a<x<b)だけ離れた点における電場の強さ E' は, 金属球 M, 金属球殻Nがそれぞれ単 独でつくる電場を足しあわせた合成電場の強さであるので,'=カである。また,金 属球殻Nに対する金属球Mの電位 VNM は, 金属球殻Nの内部には電気力線は生じないので, VNM=キである。 金属球Mと金属球殻Nは, 電位差 VNM を与えればQ の電気量が蓄えられるコンデンサー とみなすことができる。このコンデンサーの電気容量Cは,C= である。 [20 関西大〕 無限遠基準やから 1Cのとこの電位が nbのとこの電位じゃないん?

解決済み 回答数: 1
物理 高校生

キの問題なんですが、電位は無限遠基準で金属球内部では電位が等しいからbじゃなくてc点での電位を考えるべきだと思ったんですが答えはbでした。教えて欲しいです

W 86 13 静電気力と電場 105.〈帯電した導体がつくる電場〉 次の文中の に適切な数式または数値を入れよ。 ただし, 数式は, ko, a, bxQq のうち必要なものを用いて答えよ。 ガウスの法則によると, 任意の閉曲 面を貫く電気力線の密度は電場の強さ に等しい。 例えば, 真空中で点電荷を 中心とする半径rの球面を仮定して考 えれば,点電荷から出る電気力線の本 数を球の表面積でわった値が球面にお ける電場の強さとなる。 そのため,電 金属球 M Q -a- 図1 なぜここ電場ない 金属球殻 N Q 図2 0,0 N M 図3 気量g (g>0) の点電荷から出る電気力線の本数nは,真空中でのクーロンの法則の比例定数 ko を用いて, n=アと書ける。 図1のように,真空中に半径αの金属球Mがあり, Q(Q>0) の電気量をもつように帯電さ せた。金属球Mの中心Oから距離xだけ離れた点における電場の強さE,電位Vについて考 える。 ただし, 電位Vは無限遠方を基準とする。 xa のときは,金属球Mから出る電気力線は金属球Mの中心から放射状に広がると考 えられるため、電場の強さEは,E=イとわかる。 また、 その点の電位Vは, V=ウである。 また, x<a のときは,導体内部の電位は導体表面の電位と等しく, 導体内部に電気力線 が生じないことから,E= エ,V=オとなる。 図2のように,内半径 6, 外半径cの金属球殻Nがあり, -Qの電気量をもつように帯電 させた。このとき, 金属球殻Nが球殻内部の真空の空間につくる電場は,内部に発生する電 気力線のようすを考えると0である。 次に,図3のように, 真空中で, 金属球殻Nで金属球Mを囲い, 金属球殻Nの中心 O' が金 属球Mの中心Oに一致するように配置した。 ただし, a<b<c であり,金属球Mの電気量は Q,金属球殻Nの電気量はQのままであるとする。 このとき, 中心Oから距離 x(a<x<b) だけ離れた点における電場の強さ E' は,金属球 M, 金属球殻Nがそれぞれ単 独でつくる電場を足しあわせた合成電場の強さであるので,E'=カである。また,金 属球殻Nに対する金属球Mの電位 VNM は,金属球殻Nの内部には電気力線は生じないので VNM=キである。 金属球Mと金属球殻Nは,電位差 VNM を与えればQ の電気量が蓄えられるコンデンサー とみなすことができる。このコンデンサーの電気容量Cは,C 無限基準やから である。 Cとこの電位が のものとこの電位じゃないん? [20 関西大 ] 秘解

回答募集中 回答数: 0
数学 高校生

(3)解説がなく、解き方が何もわからないので教えていただきたいです!

18 難易度 ★★★ 目標解答時間 15分 90 以下の問題を解答するにあたっては,必要に応じて巻末の三角比の表を用いて もよい。 長針の長さが10cm, 短針の長さが6cmの時計があり、時計の中心を0. 長 針の先をA. 短針の先をBとする。 また、この時計は長針と短針が1分ごとに動 き、長針は 6° 短針は 0.5°回転する。 10 3- 0 4 時間の変化にしたがって変化する 3点 O, A, B の位置関係について 太郎さ んと花子さんが会話をしている 5 6 花子 今が10時だから, 10時20分を過ぎたあたりで3点O, A, B が一直線上に並んで, AOAB ができなくなるね。 (a) 10時0分から10時20分の間でABの長さを考えてみよう。 太郎 10時0分のとき, AB の長さは エ cm と求めることができて, 10時10分のときは三角 比の表を利用すると オ cmに近い値になるね。 10時20分のときも同様に三角比の表を 利用して求めてもいいけれど、明らかに カ cm に近い値になるね。 (1) 下線部(a)で, AB の長さを求めるため △OAB に着目すると, AB2=136 アイウ cos ∠AOB で ある。 エ の解答群 102+62 2,19 4√6 106 2/34 オ カ の解答群 (同じものを繰り返し選んでもよい。) ⑩ 10 ① 12 14 16 (2)10時0分から10時20分になるにつれての AB の長さについての記述として,次の①~②のうち、 誤っているものは である。 キ キ の解答群 ⑩ 短くなることはなく、長くなり続ける。 経過した時間に比例する。 ② 短針の長さより短くなることはない。 白紙に答えかぐ!

解決済み 回答数: 1
物理 高校生

答え6番です。 イが分からないので教えてください🙏

99 水素原子 水素原子を,図1のように, 静止した正の電気量eを持つ陽 子と,そのまわりを負の電気量 -eを持つ電子が速さ”軌道 半径で等速円運動するモデルで考える。 陽子および電子の大 きさは無視できるものとする。 陽子の質量をM, 電子の質量を クーロンの法則の真空中での比例定数をko, プランク定数 万有引力定数をG, 真空中の光速をcとし, 必要ならば, m, 陽子 M 電子 m 第5章 原子 当なものを、 表1の物理定数を用いよ。 〈 2022年 本試〉 図1 模型では,電 表 1 物理定数 もに小さく 「原子中の電 入した。 こ 状態を定常 名称 記号 数値 単位 万有引力定数 G 6.7×10-"N·m²/kg プランク定数 h 6.6×10-34 J.s クーロンの法則の真空中での比例定数 真空中の光速 ko 9.0×10°N·m²/C2 C 3.0×10m/s とき,その 電気素量 e 1.6×10-19C 説も導入し、 陽子の質量 電子の質量 M 1.7×10-27kg 9.1×10-31 kg m ア イに入れる式の組合せとして最も適当なものを, 問1 次の文章中の空欄 下の①~⑥のうちから一つ選べ。 とにより, っている状 定常状態に に成り立つ 図2(a)のように, 半径rの円軌道上を 一定の速さで運動する電子の角速度 はアで与えられる。 時刻での速 度と微小な時間 4t だけ経過した後の 時刻 t + 4t での速度との差の大きさ はイである。 ただし、図2(b)は 始点を 点まで平行移動した図であり, w⊿tは とことがなす角である。また, 微小角 wdt を中心角とする弧 (図2(b) の破線) と弦(図2(b)の実線) の長さは等しいと してよい。 ① ③ ひ2 01 01 V2 wAt wAt 中心 始 (b) (a) 図2 ⑤ V V r ア ru ro r ru r rv² At -At イ 0 rv² At -At 0 r 38 | ボーア模型 97

回答募集中 回答数: 0
数学 高校生

(2)解説がないので教えていただきたいです! 答えが①だというのはわかったのですが、解説の仕方がわからないです。

18 難易度 目標解答時間 15分 以下の問題を解答するにあたっては,必要に応じて巻末の三角比の表を用いて もよい。 針の先を A, 短針の先をBとする。 また、この時計は長針と短針が1分ごとに動 長針の長さが 10cm, 短針の長さが6cmの時計があり、時計の中心を0, 長 き、長針は6° 短針は 0.5°回転する。 時間の変化にしたがって変化する3点 O, A,Bの位置関係について, 太郎さ んと花子さんが会話をしている。 SELECT 90 '10 花子 : 今が10時だから, 10時20分を過ぎたあたりで3点0, A, B が一直線上に並んで、 △OA (a) ができなくなるね。 10時0分から10時20分の間で AB の長さを考えてみよう。 太郎 10時0分のとき, ABの長さは I 1cm と求めることができて、10時10分のときは三角 比の表を利用すると オ cmに近い値になるね。 10時20分のときも同様に三角比の表を 利用して求めてもいいけれど, 明らかに カ cmに近い値になるね。 (1) 下線部(a)で, AB の長さを求めるため OAB に着目すると, AB2=136- アイウ cos ∠AOB で Яnia ある。 エ の解答群 2/19 ① 4√6 √106 ③ 234 オ の解答群(同じものを繰り返し選んでもよい。) ⑩ 10 12 14 ③ 16 (2)10時 0分から 10時20分になるにつれての AB の長さについての記述として,次の①~② のうち、 誤っているものは キ である。 キ の解答群 ⑩短くなることはなく、 長くなり続ける。 ①経過した時間に比例する。 ②短針の長さより短くなることはない。 Jan

解決済み 回答数: 1
数学 高校生

(2)の最後a=b=cはなんでabcは0ではないと言えるようになるんですか?

25 比例式と式の値 x+y (1) y+z x+x xy+yz+zx 5. 7 (0) の値を求めよ。 x² + y²+z² b+c c+a (2) a+b = a b のとき,この式の値を求めよ。 ・基本 24 指針条件の式は比例式であるから, (1) = とおくと x+y=5k, y+z=6k, z+x=7k 比例式はんとおくの方針で進める。 A これらの左辺は x, y, zが循環した形の式であるから,Aの辺々を加えてみる。 すると, x+y+z をんで表すことができる。 右下の検討 参照。 (2) も同様。 (1) x+y_y+z 2+x 5 解答 =kとおくと, k=0で 7 x+y=5k ①, y+z=6k... ②, z+x=7k (3 ①+②+③ から 2(x+y+z)=18k したがって x+y+z=9k ④ 4 ② ④③ ④ - 1 から, それぞれ x=3k, y = 2k, z=4k よって xy+yz+zx 6k2+8k2 +12k2 x2+y2+22 (3k)+(2k)+(4k)² 26k2 26 29k2 29 (2) 分母は0でないから b+c_cta a+b a = 0b+c=ak abc=0 = =kとおくと C 晶検討 47 ①~③の左辺は,x, y, z の循環形 (x→y→z→xと おくと次の式が得られる) になっている。循環形の 式は,辺々を加えたり、引 いたりすると,処理しや すくなることが多い。 <x:y: z=3:2:4から 3・2+2・4+43 32 +22 +42 と計算することもできる。 abc≠0 α = 0 かつ 6 = 0 かつ c≠0 1 J ①, c+a=bk ・・・ ②, a+b=ck ... ③ 2(a+b+c)=(a+b+c)k ①+②+③ から よって (a+b+c)(k-2)=0 ゆえに a+b+c=0 または k=2 よって k=- b+c= -a =-1 a a [1] a+b+c=0のとき b+c=-a 0の可能性があるから, 両辺をa+b+c で割っ てはいけない。 (*)k=2のとき, ① ② から b+c=2a, c+α=26 この2式の辺々を引いて b-a=2(a-b) C0-1-8 at 0-1-0. よって a=b [2] k=2のとき, ①-② から a=b(*) ② ③ から b=c よって, a=b=cが得られ, これは abc≠0を満たす (分母) ≠0の確認。 すべての実数a, b, c について成り立つ。 [1], [2] から, 求める式の値は -1, 2

未解決 回答数: 1