弘前大学の物理の回路の問題なのですが、図1でスイッチS₁をa側に接続し、スイッチS₂をd側に接続したとき(操作2のとき)、電流はどのように流れるのでしょうか？

2024年度 前期日程 20 問題 2 い。 以下の文章中の空欄を埋めなさい。 弘前大 から 7 ① は、数値や記号 を用いて書きなさい。 (ア)から(エ)は,説明と計算式、答えを書きなさ 内部抵抗を無視できる電圧 V [V] の電池, 抵抗値 2R [Ω] の抵抗R から R4 お よび抵抗値R(Ω)の抵抗 R5, スイッチ S1 S2 と電圧計で構成された図1に示す 回路を考える。 電圧計の内部抵抗は十分に大きく, 電圧計を流れる電流は無視 きるものとする。 2本の線が交わる箇所での電気的なつながりについては, に相当する箇所が現れることがある。 この両端の点g-h間の合成抵抗は 右下の注に示すとおりである。 なお、 図1の回路の中には,電気的に図2の回路 ① [Ω] である。 図1 操作1:はじめに, スイッチ S」 をb側に接続し, スイッチS2をd側に接続した。 このとき電圧計の値は 〔V〕を示した。 ② RI 弘前大 このとき電 なった。ま 操作 4 : 最後に、ス 操作2:つぎに,スイッチS を a側に接続し, スイッチ S2をd側に接続した。 このとき電池から電流I = I [A] が流れた。 この回路全体で1秒間に生 じるジュール熱の総量は,I と V を用いて表すと ③ [J]となっ また,抵抗R] に流れる電流は, I を用いて表すと が h = ④ 表すと Iz = ⑤ て表すと(イ)[V] となった。 [A]となった。また,このときの電流Iは,V, Rを用いて表すと I = (ア)[A] である。 電圧計の値は, V を用い | [A] となった。 抵抗 R5 に流れる電流 I2 は, I を用いて 操作3:スイッチ S を b側に接続し, スイッチS2をc側に接続した。 このとき電池から電流I=I[A] が流れた。 抵抗 R1 に流れる電流」 [A] となった。また,電圧計の値 は,Iを用いて表すと L = は,Vを用いて表すと(ウ)〔V〕となった。

この問題の(1)がまったく分かりません。自分で勝手にrをx,y,zと置いて解くのでしょうか？どなたか教えてくださいm(_ _)m

2. 直交座標系の原点に置かれた点電荷 Q が位置につくる電界をĒとする時、以下の設問に答えよ。 ※電界Ēのx,y,z成分をEx, Ey, Ez、x,y,z方向の単位ベクトルをexey, ezとする時、電界Ēの発散(div)お よび回転(rot)は以下の式より求められる。 aExdEy JEZ divĒ=∇Ē= + + ax ay az Ez Ev Ey Ex ez rotĒ = vxĒ= (+-) ex (1) div Ēを計算せよ。 ただし、≠0とする。 (2) rotĒを計算せよ。 ただし、≠0とする。 (3) 以上の計算結果から、電界の性質について考察せよ。

電磁気学のガウスの法則の問題なのですが、答えを見てもよく分かりません。 具体的には、解説の図が書いてある部分以降何を言ってるのかよく分かりません。図の理解もできないです。 誰かわかる方教えていただけないでしょうか🙇🏻‍♀️՞

1.2 半径rの球面の中心0に点電荷g がある. 0を頂点とする頂角20の円錐によ って切り取られる球表面を貫く電気力束を求めよ。 1.3 半径αの球の中心に Qの大きさの点電荷があり,また,総量, -Q の電荷が 球全体に一様に分布している。 球の中心より距離rの点の電界はいくらか.

電磁気学の問題になります。マーカーです示した部分が分かりません。1つ目は符号が反対、2つめは3/2ではなくて2だと思うのですが、違うのでしょうか？教えてください

6 点電荷のつくる電場 二つの点電荷+Q, -Qが距離21 だけ離れて置かれている. - 例題 4 www. 0点より距離だけ離れた点Pにおける電場の強さを次の場合について求め (1) 点Pが二つの点電荷を結ぶ延長上にあるとき, ただし,r>L (2) 点Pが二つの点電荷の垂直二等分線上にあるとき (3) の場合に (1), (2) の電場の強さは共に Ql/r3 に比例する事 【解答】 (1) P点がQの右方にあるとき, + Q からの方向を正の方向とすると式 (18) より 1 1 [ (r + 1)² (r− 1)² 点が+Qの左方にあるときも, 電場の正の向きを +Qから-Qにとれば上式と同じになる. (2) 図 (b)のように+Qと-Qによる電場の向き は、二つの点電荷を結ぶ線分と平行である. よって E2=2 (3) x<1のとき (1+x)*1+ax だから 1 1 E. = 2² [² (¹ - 2 - ) -— — ( ¹ + 2 + } ] = 1 , 2 ² QU E₁= 12 2 r r r Q E₂= 476 1 2 476₁ 7² + 1² cos 0 = 3 1² 2 1 Ql 1 3 2T² T³ r になり、共にQl/r3に比例する. 2 r I 2πe (r2+12) 3/2 = Ql1 2TE r 3 +Qc² 0 +Q Q (a) P とする r (b) 1 E -0

ドブロイ波長についてなんですが 波長の整数倍nと量子数nが一致する理由ってありますか？

標準問題 子の速さを1,真空のクーロンの法則の比例定数を ko とすると, 軌道半径rはe, m, ko, v との間にはたらく静電気力を向心力として, 等速円運動をしていると考える。このときの電 を用いてア=ア] と表せる。 軌道の周の長さ 2πrは, 量子条件より, 正の整数(量子数) 20原 124 A) 必147.〈水素原子モデル〉 次の文中の「ア]から「カに適切な数式や数値を入れよ。 ボーアは水素原子の構造に関する次のようなモデルを提唱した。 n, プランク定数hおよびm, uを用いて, 2πr=_イ」と表せる。この式は,ド·プロイに よって物質波の考えが導入されて以降,「2πrが定常状態の電子の波長(ド· プロイ波長)の 整数倍である」と考えられるようになった。これらの関係から, 量子数nの定常状態の軌道 半径r,はe, m, ko, h, n, π を用いて, グカ=ウ」と表すことができる。n番目の定常状 態にある軌道上の電子の全エネルギー Enは, 電子の運動エネルギーと,静電気力による位 置エネルギー(無限遠を基準とする)の和より, e, m, ko, h, n, π を用いて, En=エ と表される。このように, ボーアは水素原子の中で定常状態にある電子は,とびとびのエネ ルギー準位をもつという仮説をたてた。 ボーアの水素原子モデルにおいて, 電子が n=1 の定常状態にあるときを基底状態, n>2 の定常状態にあるときを励起状態という。量子数nの励起状態にある電子は,きわめて短い 時間で量子数n'("'<n)の状態に移り,その差のエネルギーを光子として放出する。このと き,放出される光子の波長入は振動数条件から, 真空中の光の速さcおよび e, m, ko, h, n, n', π を用いて, ー%=Dオ]と表される。 水素原子の示す線スペクトルの観測結果から得られた輝線の波長入は,リュードベリ定数 Rを用いてー=Rー)の規則性をもつことが示されていた。 ボーアの水素原子モデ ルによるリュードベリ定数の計算結果は, すでに知られていたリュードベリ定数の値と高い 精度で一致し,水素原子のスペクトルを理論的に説明することに成功した。リュードベリ定 数 R=1.1×10'/m とすると, 水素原子の線スペクトルのうち, 可視光線領域 (3.8~7.8×10-7m)の輝線群の2番目に長い波長は, 有効数字2桁でカ 1 1 2 n Im と計算できる。 [20 九州工大 改]

厚さがdと言われているので、写真の黒字の範囲で考えた場合答えは、0、(ρ/εo)z、(ρ/εo)×dになりますか？

2 微分形のガウスの法則を用いて電場を求める 次に,微分形のガウスの法則 P(r) V-E(r) = €o を用いて、平面電荷の作る電場を求めてみよう国,この場合,平面電荷を実は厚みdの板に一様な密度pで分 布している電荷だと考えることになる(図).この仮設は尤もらしい。なぜなら(厚みのない)2次元的な平面 電荷は実際には存在せず,見るものさしを細かくしていけば,いつかは厚みのある板状の一様電荷分布になる だろうからだ、原点を板の厚みの半分のところにとり図口のように座標軸を導入する。こにでも対称性から、 (0,0, di2) p (0,0, -d2) x 図7 電場はzにしか依存せず,z軸に平行な向きであることが分かる。よって(21) 式は次のようになる。 P €O (2.2) 0 ||> d/2 について,対称性から E.(-2) = -E(2) であることに留意すると, -E (2く-d/2) (2.3) E ただしEは定数、また|<d/2に対して E.(2) = 2:+ D (2.4) Dは定数である国z= ±d/2 で電場は連続であるという条件から、 E(d/2) = 2d (2.5) 2+D=E E(-d/2) = pd +D=-E (2.6) €o 2 :E- d 2co D=0. (2.7) ** ひとまずふ関数を用いないで電場を求め,後でもう一度ふ関数を用いて解くことにする。 *9対称性の要請である E(-2) = -E.(2) を満たすためには D=0であることは分かる。 4 2012-05-21ver1, 22ver2, 2013-03-09ver3 ZSO 03Zsd zad ガウスの法則について すなわち, pd 2€0 P. €O pd 2€o (-d/2<:くd/2) (2.8) (こ>d/2).

　物理の電磁気学、誘導機電力に関する質問です。 以下の図のように、導体棒が回転して誘導起電力が発生するような問題はよくあり、解き方がふたつありますが、(①棒電池、②ファラデイの電磁誘導の法則(マクスウェル方程式のrotE=-∂B/∂tではない方))②について質問です。 　②... 続きを読む

n e R 3k マ

この問題について、私はこのような答えになりました。 これは合っていますか？ また、電場E（r）と電位φ（r）を答えよと言われた場合、左と右どちらの答え方が正しいのでしょうか？ この範囲が本当に苦手で理解できておらず、ベクトルをつける時の判断ができません。 初歩的な内容だと... 続きを読む

a)半径aの球の中に、一様な電荷密度Pで分布する電荷あり、珠の中にからrの場所 の電場と黄任を求めよ。 P E(F)S素(rca) 6 とPE) Eの。 0 PG3 36。 03P 3E。 3(a<r) SE(3a-ド) (rca) (a<r) or Pe)(3at-ド) 6E8 3P 360r (a<r) ° P(F) 3or

解説お願いしたいんですけど…誰か助けてくれませんか( ˊᵕˋ ;)💦

半径a[m]の導体球Aと、半径b[m]およびc[m]の厚さの無視できる導体球殻 B、Cが図のように配置 されている(a<b<c)。導体球殻Bには電圧 Vo [V]の電源が、導体球殻Cには電圧 [V]の電源が接続 されている。ただし、これらの電圧の関係は、学籍番号の下一桁が奇数の場合は(Vo> Vi> 0)、偶数の場 合は(0< o<V)の関係である。以下の問いに答えよ。なお、計算過程と単位を明記すること。 (1) a<r<bの領域における電界分布 E(r)と電位分布 V(r)を求 めよ。 (2) b<r<cの領域における電界分布 E(r)と電位分布 V(r)を求 めよ。 (3) c<rの領域における電界分布 E(r)と電位分布 V()を求め、 全領域における電界分布と電位分布を図示せよ。 (4) 導体球Aと導体球殻Bの間の静電容量C[F/m°]を計算せ よ。ただし、導体球Aと導体球殻B、Cのそれぞれの半径 は、a=1[mm]、b=2+x [mm] (x は、学籍番号下一桁の数 字)、c= 20 [mm]とする。解答には、真空の誘電率 20の記号 を用いても良い。 V[V] Vo[V],

大学物理 gradやポテンシャルエネルギーに関する問題です 方針だけでも教えて頂けると幸いです

問1以下の式を計算せよ。ただし、 a, b は定べクトル、 rは位置置ベクトルを表し、r,8,0はその 球座標を表す。 laxrP a.T (1) grad 3 sin0 sin の (2) grad 2 (3) grad{a- (bxr)]. (4) grad r2 問2 以下のそれぞれの F がポテンシャルUを持つかどうかを判定し、 存在する場合はUを求め よ。ただし、aは0ではない定ベクトル、 r は位置ベクトルを表し、 エ、y, 2 はそのデカルト座標、 e,ey,e. はデカルト座標の基底とする。 (1) F= (r- ye-*)e, - ze-"e,+ rye-"e., (2) F=asin(a r), (3) F=axr