電磁気の問題です。 解答(2)を見てもよくわかりませんでした。教えて下さい。

36 例題 9 コンデンサーの回路 正方形の各点を S, P Q R としたとき SP, PQ, QR, RS間を1μFのコンテ サーで結んだ。 じコンデンサーで結んだ場合は、SR間の等価合成容量はいくらか。 (1) SR間の等価合成容量を求めよ。 (2) 対角線PR, SQ間をも 【解答】1 前半の問題は、図(b)の回路と等価で ある。まず三つの容量が直列になっている部分の容量は 1 これに SR間の容量が並列につながるので合成容量Cは C-1+1/12/=/1/18 "F 3 3 (2) + (4) より 4 (2) SR間に電位差Vを与えたとき,図 (c) のように 電荷が貯えられたとすると,次の等式が成り立つ Q=Vx10-6 1 3 2Q3+Q=Vx10-6 Q2+Q3+2Q=V x 10-6 2Q-Q=V× 10 -6 合成容量をCとすると Q2+Q3 = VX 10-6 C = Q₁ + Q₂ + Q³ 2 V -= 2x10-6 F (1) (2) (3) (4) Sr P イト (a) Q2 HH GH YHHF (b) Qyt Q3 Q4 Q3+Q HF (c) Q2-Q4

物理のコイルの問題です。 解ける方全部解いて教えてください

7 図のように, 0<x<3の範囲だけに、紙 y 面に垂直で裏から表へ向かう一様な磁束密度 Bの磁場がある。 1辺の長さaの正方形の1 巻きコイル (全抵抗 R) を紙面上に置き,x軸 に平行な矢印の向きに, 一定の速さ”で磁場 を通過させる。 コイルが最初に磁場の左端に さしかかる位置を原点 (x=0) として,以後の コイルの位置をxで表す。 (1) コイルを貫通する磁束の大きさをx の関数としてグラフに描き,その最大値を縦軸に記入せよ。 (2) コイルに発生する誘導起電力Vをxの関数としてグラフに描け。ただし,最初に発 生した誘導起電力の向きを正とし, その正または負の最大値を縦軸に記入せよ。 (3) コイルの速度を一定に保つために必要な力F をxの関数としてグラフに描け。ただ し,右向きを正とし, その正または負の最大値を縦軸に記入せよ。 ヒント コイルを貫く磁束が変化するとき, コイルに誘導起電力が生じる。 コイル全体が 磁場の中にいるときには誘導起電力は生じない。 O a 4a x

写真の赤枠の説明の理由がわかりません。 解説おねがいします。 (もしよければ図などのイラストがあると助かります…)

74* 磁束密度Bの磁場中で、 面積 S の N 巻コイ ルを磁場に垂直な軸のまわりに,角速度で 回転させる。 コイル面が磁場に垂直になったと きの時刻を0とすると時刻の磁束と 誘導起電力 Vを求めよ (微分を用いてよい)。 図2のようにSを生かし, コイル面に垂 直な磁束密度の成分 B cos wt を用いて もよい｡ ファラデーの法則より 40 4t V=-N- Nao dt =NBSw sin wt... ① == はじめのうちは 磁束が減少してい くから, a が高電 位側となる。 上の 結果は, b に対するaの電位を表してい ることになる。 コイルが180°回るまでaが高電位 (V> 0), それ以後は a が低電位 (V<0) となることを図を描いて確かめてみると 勉強になる。 式とはありがたいもので, ①ですべてが表されている。 なお,この問題は交流起電力の発生方 法を扱っている。 a 減 V N 76 a B S

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

求め方教えてください🙇‍♀️

k = 50 N/m 6 力のつりあいと弾性力 ばねに質量 5.0kg のおもりをぶら下げたところ、ばねは 7.0cm 伸びた。重 力加速度の大きさを9.8m/s2として、次の各問いに答えなさい。 (1) このばねのばね定数は何N/m か。 (2) このばねを水平面上に置いて手で10cm 引き伸ばすには何Nの力を加 えればよいか。 [00000~ 7.0cm eieeet 5.0kg

（3）の解説で波線を引いているところがどのようにして求めたのかわからないです。 よろしくお願いします。

必修 基礎問 40 気体の熱サイクル ピストンのついたシリンダーに定積モル比熱が /3 2 Rの理想気体を一定量 ⑦ 〔mol] 入れ, その圧力 と体積Vを, 図に示すようにA→B→C→Aと 変化させる。ここで, B→Cは断熱変化で,状態 圧 力 3.0po Po 物理 B SINOT A 0 Vo C Vc 体 Cの温度は状態Bの温度の0.64倍となった。 状 (0 態Aの圧力および体積をDおよび Ⅴo状態Bの圧力を3.0 po としたとき, 以下の問いに po, Vo を用いて答えよ。ただし、R は気体定数である。 (1) A→Bの変化で気体に加えられた熱量 QAB を求めよ。 (2) B→Cの変化で気体がなした仕事 WBc を求めよ。 (3) C→Aの変化で気体がなした仕事 WCA を求めよ。 (4) A→B→C→Aのサイクルを熱機関と考えた場合に, 熱効率eを計算し て有効数字2桁で % で表せ。 (電通大)

名問の森 電磁気 48の(3)で、 ローレンツ力が手前向きになる理由が分からないです（写真2枚目のオレンジの矢印部分） 電子の運動の向きが左、磁場が鉛直上向きだから、中指が左、人差し指が上向きで、ローレンツ力が奥向きになると思ったのですが、何が間違っていますでしょうか？ ... 続きを読む

電磁気 48 電磁場中の粒子 直方体 (3辺の長さが a,b,c) の半 導体に図のように一様な磁束密度 Bの磁場を+2 方向へかけた。 次に, +y方向に電流を流し, x 方向に 発生する電位差V (MN間)を測定 した。 種々のBの値に対する, Iと V の関係がグラフに示してある。 W (1) グラフからVをIとBの関数 として表せ。 ただし, 比例定数を α とする。 次に, α の値をグラフ から読み取り、有効数字2桁で単 位を付けて書け。 この関係式は次のような考察か ら導くことができる。 にな (2) 電流Iの担い手が電子だとする。 その運動はどちら向きか。 また, 電子の電荷を∈e, 平均の速さを ①.個数密度をnとして, I を e, v, n などを用いて表せ。 Vo (3) 電子は磁場から力を受けて偏在するために電場が発生する。 電位 はMとNとでどちらが高いか。 また, 電位差 V〔V〕 を v, B など を用いて表せ。 152 XC 30 V[mV〕 80 70 60 50 40 20 10 0 2 M b B N Bの単位 (T) B=0.64 B=0.48 B=0.32 B=0.16 1 2 3 4 5 6 I〔mA〕

(1)の解き方を教えてください。 答えはイです。 よろしくお願いします🥺

定7T 520. 磁場中の荷電粒子の運動 紙面に垂直な磁束密度B[T]の一様な磁場中に, q[C] の正電荷をもつ質量 m[kg] の荷電粒子を,磁場と垂直に速さ [m/s]で点Pから入射さ せな。 図のように、粒子は, 時計まわりに半円の軌道を描いた。 (1) 磁場の向きは, 図のア,イのどちらか。 (2) 荷電粒子が磁場から受ける力の大きさはいくらか。 (3) PQ間の距離はいくらか。 (4) PからQに達するまでの時間はいくらか。 (5) 荷電粒子を入射させる速さを2倍にすると, PQ間 の距離,PからQに達するまでの時間は,それぞれ (3), (4) の何倍となるか。 ヒント (4) 求める時間は,円運動の周期の1/2の時間である。 例題71 A0.S AOS P v B (T) アイ 80 [m/s]0. Q

名問の森の質問です！ ？のところのV1とV2の向きがなぜそうなるか分からないので教えて下さい！

122 電磁気 38 電磁誘導 十分に長い直線導線Lがy軸上 にあり, 1辺の長さ2aの正方形コ イル ABCD が 辺ABをx軸上に, 辺BC を軸に平行にして置かれて いる。 コイルの電気抵抗は R で, コ イルの位置は辺ABの中点Mの座 標xで表す。 装置は真空中に置かれ, 真空の透磁率 μlo とする。 コイルの 自己誘導は無視する。 Foll 導線L に+yの向きに一定電流Iを流し,コイルを一定の速さ で,xy平面上,x軸に沿って導線から遠ざける。コイルがx(a)の 位置を通過するときについて, (1) L による,点A,B での磁場の強さ H1, H2 をそれぞれ求めよ。 (2) コイル全体での誘導起電力の向き (時計回りか反時計回りか)と大 きさVを次の2つの方法で求めよ。 Level (1)★★ (2) (a)★ (b)★ (3)★ Point & Hint 電磁誘導は一般にはファラデーの電磁誘導 の法則に従っている 0 (2) (b) 微小時間⊿tの間の磁束の変化⊿のを調 べる。 といっても, コイルを貫く磁束のはコイ ル内の磁場が一様ではないので(積分しない限 り) 計算できない。 そこで, 変化した部分だけ に目を向ける。 近似の見方も必要。 L D A -2a- M C B (a) 1つ1つの辺に生じる誘導起電力を調べる。 (b) コイルを貫く磁束の変化を調べる。 (3) x=2aのとき, コイルに加えている外力の向きと大きさを求め よ。 (九州大+お茶の水女子大) -V Base 電磁誘導の法則 磁束① = BS V=-N40 4t 一面積S N巻きコイル ※マイナスは磁束の変化を 妨げる向きに誘導起電力 が生じることを表す。 LECTURE (1) A,Bでの磁場は ? I H₁ = 2π (x− a) 2π (x+a) (2a) 直線電流Ⅰのつくる磁場は紙面の裏へ の向きとなり、磁力線を切って進む AD と BCで誘導起電力 V1, V2が図の向きに発生 している。公式V=vBlより V₁ = vμoH₁.2a V2= vμoH22a 2つの起電力が逆向きとなっていることと, H>Hより全体の起電 力は時計回りで (b)微小時間tの間にコイルはx=v4t だ け動き,右の赤色部分で磁束を402 増やし、 灰色部分で4の減らす。 そこで,磁束の変化 40は H2= 40= 40₂ 40₁ =μoH22a4xμoHi・2a4x 2μo lav π (x²-a²) At 符号マイナスは磁束の減少を表している (H) > H2 より定性的にも明らか)。 よっ て, 誘導起電力の向きは、父の向きの磁場 を生じるようにコイルに電流を流す向きで あり、時計回りと決まる。 40=2μoIav V = π (x² - a²) 4t V=V1-V2=2μova (H1-H2)= 2μo Iav π (x²-a²) (3) x=2a より V= 2μo Iv であり、誘導電流 3π えは時計回りに流れ, オームの法則より i = R 38 電磁誘導 2μo Iv 3πR V₁ H₁ v A -x+a H₁ 4x F D 123 H 2 V i V2 A ⊿xは微小なので ③ 磁場はHやHで 一定としてよい。 B H2 4x C i F2 B Iとの向きから, ③ F は引力, F2は反 発力と決めてもよい。

この写真の下線部の意味がわかりません。 図で表すとどうなりますか？

68 電磁気 1つはA+Qから押される力,もう1つはBのQから引かれる力だね。 でもAにとってはBから引かれる力しか受けていない。だから極板が受け る力はQEの半分というわけだ。 あら Q なーるほど。 でも少し粗っぽくないですか。 ト A では本格的にいこうか。 簡単のために A の + Qから4本の電気力線が出てい るとしよう(図a)。 A 上の + Qだけに注目すれば (B が存 在しなければ), 電気力線を上下に2本 ずつ出すはずだ。 同じくB上のQに は上下から2本ずつが入ってくる (図b)。 実現される電場はこれらを重ね合わせた ものだ。 A の上やBの下では打ち消し 合って 0 となり, 図 a に戻れる。お願者 さて, A B から受ける力はBがつ くる電場によるものだ。 自分がつくった 電場は関係ないからね。つまり, 図bでAを貫く下向きの2本の電気力線か ら力を受ける。もともと4本でEだから2本では。 Aが受ける力はF=Q1=1212QE これなら文句ないね。 極板間引力はF A+ + + ME /1/2QE B 図 a B 1 I A+ + CAJASU + + Q 4本 -Q FERRET + + 実線は+Qが 出した4本 + Q> Aが感じる - Q による電場 2本だから Q 図b ③ この見方も大切 Q一定なら, E 一定だからFも一定 つまり F は極板間隔によら ず一定｡