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物理 大学生・専門学校生・社会人

電磁気学Iです。10の問題なのですが、答えでなぜa'からb'の電位差から求めているのかが分かりません。a'からなのは分かるのですが、b'までなのはどうしてですか?

問題 4 図のように、 内半径αと外半径αを持つ導体球殻 (α' > α) と、 内半径と外半径が を持つ導体球殻 (b' b) が真空中に置かれている。2つの球殻の中心は一致してい る。 内側と外側の球殻には、それぞれ、電荷 Qa, Q が与えられている。 球殻は導体 であるので、電荷はその内部には存在しない。 内側の球殻に関しては、この状態で は、内面に電荷はなく、 Q は全て外面に分布している。系の対称性から、 電場、 静 電位は中心からの距離rのみの関数であり、 それぞれ、 E(r), Φ(r) と表記する。 ま また、無限遠方での静電位は0とする。 このとき、 以下の問いに答えなさい。 4-1) a' <r < b(2つの球殻の間) での E(r) を示しなさい。 a' + But 4-2) b <r<b (外側球殻の内部) であるような半径の仮想球の内部に含まれる電荷 Q' を示しなさい。 また、外側 球殻の内面に生じている電荷 Q61、 外面に生じている電荷 962 も示しなさい。 4-3) r>b (外側球殻の外部) での E (r) を示しなさい。 440≤r の範囲で、 横軸がr、 縦軸が電場E(r) のグラフを書きなさい。 極大点の値やの依存性などは適宜 記入して、解答の意図を明確にすること。 4-5)rb (外部球殻の外側)でのΦ(r) を示しなさい。 4-6) br<b' (外側球殻の内部) でのΦ(r) を示しなさい。 4-7) a' <r <b(2つの球殻の間)でのé(r) を示しなさい。 480 の範囲で、 横軸r、 縦軸 é(r) のグラフを書きなさい。 極大点の値やの依存性などは適宜記入して、 解答の意図を明確にすること。 4-9)2つの球殻の間の静電容量 C を求めよ。 4-10) この状態から、外側の球殻を接地した。 この時の2つの球殻の間の静電容量 C を求めよ。

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生物 大学生・専門学校生・社会人

生物の問題です。 (3)の考え方が分かりません。

問4 次の文章を読んで、 (1) から (3) の問いに答えなさい。 神経細胞は、核をもつ細胞体と、多数の短い A突起と、1本の長く伸びた Bから なり、ニューロンともいわれる。 神経には、 B の周りを取り巻く髄鞘をもつ有髄神経 と、髄鞘をもたない無髄神経があり、有髄神経では、ところどころに B が露出した部 分があり、これをC という。 静止状態の神経細胞では細胞内のカリウムイオンの濃度が細胞外に比べて高く、ナトリ ウムイオンの濃度は細胞外の方が高い。 このときの電位を静止電位といい、 細胞内が細胞 外よりもマイナスになっている。刺激を受けると、この電位が逆転する。このときの電位 を活動電位といい、 活動電位の発生が興奮である。 a 神経細胞は、一定の強さ以下の刺激 では興奮が起こらないが、それ以上の強さの刺激を受けると、刺激の大小に関わらず同じ 大きさの興奮が起こる。 1つのニューロンの Bの末端は、他のニューロンの細胞体や A突起とわずかな隙 間を隔てて接しており、この部分をD という。 Bの末端のD 小胞から放出さ れた神経伝達物質が、 隣接するニューロンに興奮を伝える。このように1つのニューロン から、別のニューロンへ興奮が伝わることをE という。 (1) 空欄AからEに当てはまる語句を、以下の①から⑩ の中から選んで、番号で 答えなさい。 ① 樹状 ② 星状 ⑤ サルコメア ③ アクチンフィラメント ⑥ ランビエ絞輪 ⑦ テロメア ④ 軸索 ⑧ シナプス ⑨ 伝達 ⑩ 伝導 (2) 下線部aの法則を何というか答えなさい。 (3)次の図1のように、上記 D の連結のある2本の神経を取り出し、 (オ) の部位 に単一刺激を発生させ、 (ア) から (エ) の部位の電位の変化をオシロスコープで測 定する実験を行った。このとき、(ア)から(エ)のオシロスコープで観察される波 形の形状を最もよく表したグラフを、選択肢 a からiの中から選んで、記号で答えな さい。 ただし、全てのオシロスコープの電極は神経の外表面に接しており、 脊髄側の 電極を基準にして神経筋接合部側の電位変化を見るものとする。 60

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物理 大学生・専門学校生・社会人

A.Bの電流がcにつくる磁場はなぜ図のようになるのか教えてください。 右ねじの法則をどう使えば図のようになるんですか?

例題43 平行電流がおよぼしあう力 図のように, 3本の平行で十分に長い直線状の導線A, B, とBに紙面の表から裏の向きに, Cには逆向きに,いずれも cを, 一辺10cmの正三角形の頂点に, 紙面に垂直に置く。 A 12.0Aの電流を流す。 真空の透磁率を4×10-7 N/A とする。 (1) A,Bの電流が,Cの位置につくる磁場の向きと強さはい くらか。 (2)導線Cの長さ 0.50mの部分が受ける, 力の向きと大きさはいくらか。 指針 (1) ねじの法則を用いて, A, B の電流がCの位置につくる磁場を図示し, それ らのベクトル和を求める。 磁場の強さは. H=I/(2πr) の式を用いて計算する。 (2) フレミングの左手の法則から力の向きを, 磁場 261 発展問題 524 10cm B ので,Ha=H, である。 合成磁場は,図の右 向きとなる。 H, HB は, I 2.0 10 H=HB= = = - [A/m〕 2лr 2×0.10 π 合成磁場の強さHは, F=1JHI の式から力の大きさを求める。H=2×Hacos30°=2x10x1 08 π =5.50A/m 5.5A/m 10/3 = π 解説 F30° 電流の大きさは等しく, Cまでの距離も等しい (1)A,Bの電流がC の位置につくる磁場 A,Bは,右ねじの 法則から、図のように なる。HA,HB は,そ れぞれ AC, BC と垂直である。また,A,Bの -HB CQ H (2) フレミングの左手の法則から, 導線Cが受 ける力の向きは,AB と垂直であり,図の上 HA 向きとなる。 力の大きさFは, AQ &B 10√3 F=μolHl=(4×10-7) x2.0x -×0.50 π =6.92×10-N 6.9×10-N

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