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物理 高校生

(2)でなぜBが高電位になるのか分かりません 回転すると右向きの磁束が増えるからそれを妨げるために、AからBの向きに電流が流れるのでAが高電位になるんじゃないんですか?

f B セント 135 〈交流の発生> 113 (2) 辺abは磁場を横切る体なので、 誘導起電力の式 「V=Blo」 を用いる。 (3)(pq間に発生する誘導起電力) (コイルの各辺に生じる誘導起電力の和) 標準問題 (5) コイルに生じる誘導起電力の大きさは、ファラデーの電磁誘導の法則 「V=-N4 at」を用いる。 A 135.〈交流の発生> 図1のような辺の長さが1の正方形 abedからなる1回 巻きのコイルを,磁束密度Bの均一な磁場の中に置き、 磁 力線に垂直な軸のまわりに,一定の角速度で図の矢印の 向きに回す。 コイルの両端はそれぞれリング状の電極p と qを通して,常に抵抗Rとつながっている。 このとき、コ イルは回転するが, リング状の電極と抵抗は静止したまま である。図2(a) と (b)は回転軸にそって見たコイルと磁力線 (a) = 0 である。図2のように,コイルの面と磁場の角度は,時 N S P 9 R- 図 1 B (b) t=to N S N S 刻 t=0 のとき 0=0, 時刻t=to のとき 0<B<1であ R cd ab 8 図2 った。次の問いに答えよ。 [A]各辺に生じる誘導起電力を考えることで, pq 間に発生する誘導起電力を考える。答 えには1,B,w, tのうちから必要なものを用いよ。 〇 (1) 辺 ab 部分の速さを表せ。 (2)時刻における辺 ab 部分に生じる誘導起電力の大きさを表せ。 (3) 時刻 t における各辺に生じる誘導起電力を足し合わせることで, pq間に発生する誘導 起電力 Vの大きさを表せ。 〔B〕 ファラデーの電磁誘導の法則を考えることで, pq 間に発生する誘導起電力を考える。 答えには l, B, w, tのうちから必要なものを用いよ。 (4) 時刻 t におけるコイルを貫く磁束を表せ。 (5) 時刻 t におけるコイルに生じる誘導起電力 Vの大きさを表せ。 ただし、必要であれば, 次式を利用してよい。 Asin wt =wcoswt, 4t ⊿coswt =-wsin wt At [C] 抵抗に流れる電流I と消費電力Pを考える。 p から抵抗を通って q に流れる電流の向 きを正とする。 記 (6) 時刻 t = to における辺 ab に流れる電流Iの向きを図1に矢印で示せ。 また電流Iに よってコイルが磁場からどのような向きの力を受けるか説明せよ。 (7) 消費電力の最大値 Pmax を1, B, w, R のうちから必要なものを用いて表せ。 また, P と wtの関係を 0≦wt2 の範囲でグラフに図示せよ。 [23 徳島大〕 (8)電流が磁場から受ける力 「FIBL」の向きは、フレミングの左手の法則より判断する。 2 (7)消費電力Pは, 「PIV=PR=」から適当な形の式を用いる。 〔A〕 (1) 辺abの速さひab は, コイルの回転半径が であるので,速さと角 2 速度の関係式 「v=rw」 より Vab 51=- (2) 時刻において,辺ab は水平から角度 wt 回転しているので 辺ab の磁 場に垂直な方向の速度成分 Vabi は図a より 上向きを正として Vabi = Dab COSWt=coswt と表される。 辺ab に生じる誘導起電力の大きさ | Vab|は, 「V=Bl」 より |Vab|=|Blvabi|=| 11=B1.12 cost=/12/Blacoswt| このとき,swt< ならば誘導起電力の向きはレンツの法則A より bが高電位となる向き ※Bである。 (3) 磁場を垂直に横切る辺は辺abと辺cdであり, これらの辺にのみ誘導起 電力が生じる。 辺cdについても 時刻に生じる誘導起電力の大きさを |Veal として求めると, 辺ab についての(1),(2)と同様になり <<-*A によっ くる磁 れた磁 B 公式カ 状 |V|=|Blucas|=|Bl-cos wt|=Bl³w|cos wt| 誘導書 Out < ならば誘導起電力の向きはレンツの法則よりdが高電位とな る向きである。 求め V=|Van|+|Vcal=12Blwlcoset|+1/2 よって Vab と Veaの誘導起電力の向きは同じ方向であるので, pq間に発 生する誘導起電力の大きさ Vは Blwcoswt|=Bl°ω\coswt| 〔B〕 (4) コイルの面積をSとする。 時刻において, コイルは水平から角 ・度回転しているので、 磁場に対して直角方向に射影したコイルの面積 Sは図bより S=S|sint|=|sinet| このとき、コイルを貫く磁束は、磁束の式 「Ø=BS」より, 0<wt<πで のコイルの向きに対してコイルを貫く磁束を正とすると =BS = Blsinat (5)(4)においてコイルに生じる誘導起電力 Vの大きさ|Vは,ファラデーの 電磁誘導の法則 「V=-N2」より 4t |V|=|-1×40 |=|_ A(BIªsinwt)|=|- BF²-- =l-Bl2wcoswtl=Blw\coswt|C Asin wt At ---

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情報:IT 高校生

【情報】 文章を読み取る問題です。 ①が答えですが自分は⓪だと思いました。 ①と⓪の違いは点線の範囲ですが、点線のところってどこから読み取れますか?

問2 次のAさんと先生の会話文を読み、後の問い (a~c) に答えよ。 Aさん:コンピュータのオペレーティングシステムで,システムのパフォーマン スやリソース使用状況を監視する「モニタリングツール」の CPU の項 目に「キャッシュ」という用語があったのですが,これは何を表してい るのですか? 先生: CPUと主記憶装置との間にあるのがキャッシュメモリで,その容量を 「キャッシュ」という項目に書いてあるのです。CPUはコンピュータの動 作に必要なデータを主記憶装置とやり取りしながら処理しています。CPU と主記憶装置では,どちらのほうが高速に動作するかわかりますか? Aさん: 確か, 主記憶装置よりも CPU のほうが高速に動作するんですよね。 Aさん:つまり、CPUはまず1次キャッシュにデータを探しに行って, データが なければ2次キャッシュ, そこにもなければ3次キャッシュというよう にアクセスするということですね。 先生:そういうことです。CPUはキャッシュメモリのおかげで, 効率よく処理 することができるのですね。 a CPU レジスタ CPU Aさんと先生の会話文をふまえて, CPU, 主記憶装置, キャッシュメモリの 正しい構成として最も適当なものを、次の①~③のうちから一つ選べ。 I ② ③ CPU CPU レジスタ レジスタ レジスタ 1次キャッシュ 主記憶装置 2次キャッシュ 2次キャッシュ 1次キャッシュ 1次キャッシュ 3次キャッシュ Aさん: キャッシュメモリを CPU と主記憶装置との間に置くことによって、な ぜ待ち時間が軽減されるのですか? 主記憶装置 3次キャッシュ 主記憶装置 2次キャッシュ 2次キャッシュ 3次キャッシュ 3次キャッシュ 大 先生:そのとおりです。 CPU は非常に高速に動作しますが, 主記憶装置は低速 に動作するため待ち時間が発生してしまいます。 そこで, CPUと主記憶 装置との間にキャッシュメモリを置いて,この待ち時間を軽減している のです。 1次キャッシュ 主記憶装置 先生: キャッシュメモリは、データを一時的に保管しておくものです。 CPU が 頻繁に使用するデータを主記憶装置ではなくキャッシュメモリに一時的 に保管しておくことによって, CPU が主記憶装置にアクセスする回数を 軽減させています。 HOMAI Aさん: なるほど理解できました。 ただ、 モニタリングツールのCPUの項目 は、 右図のように 「1次キャッシュ」 「2次キャッシュ」, 「3次キャッシュ」 という名称になっているのですが、 これは複数のキャッシュメモリがあ るということなのでしょうか? 基本速度: 2.50GHz ソケット: 1 コア: 6 1次キャッシュ: 2次キャッシュ: 3次キャッシュ: b Aさんがモニタリングツールで1次キャッシュ,2次キャッシュ,3次キャッ シュの容量を調べたところ、 図1のとおりであった。 これらをキャッシュ全体 の容量に対する割合で表したときの正しい円グラフを,次の①~③のうちから 一つ選べ。なお, 円グラフでは, 1次キャッシュ, 2次キャッシュ, 3次キャッ シュをそれぞれ L1、L2, L3 と表記している。 480KB 7.5MB 12 O /L1 ① 18.0MB ② (3) L2, L3 L1 L3 L2 C L1 先生:基本的にキャッシュメモリはCPU 内部に複数設置されていて, レジス タ(記憶装置) から近い順に1次キャッシュ, 2次キャッシュ,3次キャッ シュと呼ばれています。レジスタに近いキャッシュメモリほど,一般的 に高速で容量が小さいという特徴があります。 -4- 図1 モニタリングツールの CPU の項目 K L2 M G T + L3 L2 480KB 0.48MB L3 L1 7.SMB 18MB -5-

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