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物理 高校生

高校物理の質問です。 (ア)〜(エ)および(カ)〜(コ)の解き方を教えてください。途中式など書いていただけると大変助かります。 一部でも構いません。

以下の文章中の(ア)~(エ)および(カ)~(コ)に適切な式を記入しなさい。(オ)には文章中の指示にしたがって適切 なグラフを描きなさい。ただし、解答にんを用いてはならない。 なお、文章中の角度の単位はラジアンである。 図1のように、x ≥0の領域において一様な磁束密度 (大きさB)の磁場がかかっている。 磁場の向きは、 図1の右図 において、紙面の手前から奥に向かう方向である。x < 0の領域には磁場はかかっていない。半径aで中心角”の扇形 コイル OHKLが磁場と垂直なx-y平面内にあり、原点を中心としてx-y平面内でなめらかに回転できる。 0 と Lは、図1の左図の端子P, Qをとおして、電気抵抗 R の抵抗器、電気容量 C のコンデンサー、およびスイッチ1, S2からなる図2の回路の端子P,Qと常につながっている。 OLは十分に短く、 KL の長さをaとみなし、扇形コイル を貫く磁束は、半径がaで中心角がこの扇形の面積を貫く磁束と考える。 導線の太さや質量および電気抵抗、扇形コイ ル以外の部分で生じる誘導起電力、自己誘導、および空気抵抗の効果は無視する。また、扇形コイルの変形は考えな い。 (1) スイッチS」を閉じ、S2を開いた状態で、点 H に外力を加えることで、扇形コイルを一定の角速度w (0)で図1 のように反時計回りに回転させた。時刻t = 0において点 H はx-y平面内の座標 (0,a)の位置にあった。微小時間経 過後に、扇形コイルを貫く磁束が減少し、端子 P に対する端子Q の電位は(ア)となった。このとき扇形コイルは、 K→Lの方向を正として=(ア)×(イ)の電流が流れ、導線 KL が磁場から受ける力の大きさは(ウ)であった。そ の後、時刻t=(エ)で、はじめて扇形コイルに流れる電流が0となった。t = 0から扇形コイルが一回転するt=2まで の時間の、K→L 方向を正とした電流の時間変化を実線で描くと(オ)となる。 扇形コイルが一回転するまでに抵抗器 で生じたジュール熱は (カ) であった。扇形コイルに加えた外力がした仕事が抵抗器で発生したジュール熱と等しい ので、時刻 (0 <t < t) において点Hに加えた外力は (キ) であることがわかる。 ただし、 外力は常に扇形コイルの円 弧の接線方向にかけるものとする。 (2) スイッチ2を閉じ、 S を開いた状態で、 点Hに外力を加えることで、 扇形コイルを一定の角速度w(0) で図1の ように反時計回りに回転させた。時刻t=0において点Hはx-y平面内の座標 (0,a)の位置にあり、このときコンデン サーには電荷が蓄えられていなかった。 微小時間経過後に扇形コイルには電流が流れ、コンデンサーは充電されはじ めた。その後、時刻t = (エ)までにコンデンサーは十分に充電され、回路を流れる電流は0となった。このときコンデ ンサーに蓄えられた電気量は(ク)であった。時刻から2tの間に、 コンデンサーは放電し蓄えられた電気量は 0 と なった。時刻から2ちの間に抵抗器で発生したジュール熱(ケ)であった。また、時刻から2tの間に回路に流 れる、時間とともに変化する電流の大きさをI とおく。このとき、コンデンサーに蓄えられている、時間とともに変化 する電気量の大きさは(コ)となる。 H B(IIの領域のみ) W PO I KT S₁ R Sa Q -OP 扇形コイルを真上から見た図 図1 図2

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理科 中学生

丸ついてるとこ教えてください🙇🏻‍♀️(2)の記号は分かります

4 次の問いに答えなさい。 太郎さんは、刺激に対する反応について調べるために,次の観察と実験を行った。 観察 うす暗い部屋の中で,手鏡でひとみ (瞳孔)の大きさを観察した。 次に, 明るい部屋 へ移動し、手鏡でひとみの大きさを観察すると,ひとみの大きさが変化していた。 実験 図1は、本体のボタンを押すと同時にイヤホンから音が出る実験装置である。 この実 験装置とストップウォッチを用意して次の実験を行った。 図1 ボタン 本体 19 イヤホン [1] 図2のように,太郎さんと花子さんは背中合わせになり,太郎さんは左手にス トップウォッチ, 右手に実験装置の本体を持ち, 花子さんはもう1つの実験装置の 本体を右手に持った。 その後、それぞれのイヤホンを相手の耳につけた。 太郎さんは 本体のボタンを押すと同時にストップウォッチをスタートさせ, 花子さんはイヤホン からの音を聞いたときすぐにボタンを押し、太郎さんはイヤホンからの音を聞いたとき すぐにストップウォッチを止めて時間を計測した。 この計測を連続して5回行った。 表は,1回目から5回目の計測時間をまとめたものである。 図2 表 本体、 イヤホン 回数 [回目] 1 2 3 4 5 計測時間 [秒] 1.49 1.04 0.82 0.81 0.81 太郎さん 花子さん ストップ ウォッチ 図3 太郎さん ストップ_ ウォッチ イヤホン 花子さん [2] [1] の5回目の計測の直後、新たにAさんとBさんを加え, 図3のように,4人が 背中を向け輪になって, それぞれが実験装置の本体を右手に持ち、 右どなりの人の耳 にイヤホンをつけた。 太郎さんはボタンを押すと 同時に、持っていたストップウォッチをスタート させ, [1] のように, 音を聞いたときすぐに, 花 子さん, Aさん, Bさんが次々とボタンを押 し,太郎さんは音を聞いたときすぐにストップ ウォッチを止めて時間を計測した。 この計測を連 続して5回行った。 なお, 太郎さんと花子さんは [1] の後に休むことなく計測を行い,AさんとB さんははじめてこの計測を行った。 本体 Aさん Bさん ただし、実験において, 4人それぞれの, 刺激に対して反応するまでの時間に個人差は なく、疲労による影響は無視できるものとする。 また, 4人それぞれがはじめてこの計測 を行ったときに音を聞いてボタンを押すまでの時間は等しいものとする。

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