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理科 中学生

(3)の問題で回路Iの電流は0.33Aなのはわかったんですけど、回路Ⅱの求め方が分からないです。 あと、電流を流し始めたのは何秒後なのかをXを使って文字式で求めると思ったんですけど、 どうやったらいいのかよく分かんなくなってしまいました🥲ྀི 解説お願いします🙂‍↕️🩷✨️

8 電気回路について、回路による消費電力のちがいを調べるため,次の実験を行った。 あとの問いに答えよ。 (実験〕 図1のように, 36Ωの抵抗器を用いた回路と, 20Ωと30Ωの抵抗器を組み合わせて つないだ回路II をつくった。 それぞれに電源電圧12Vを加え, 電流と電圧を測定する実験 を行った。 測定結果から, 電流を流し始めてからの時間と回路全体の消費電力の関係をグ ラフに表したところ、 図2のようになった。 回路Ⅱは電流を流し始めてから8.0秒後に端子に接続されているクリップ a, b, c のい ずれか1つを外したため, 消費電力が変化している。 図2 5.0 回路Ⅱ 回路 Ⅰ 4.0 図 回路全体の消費電力〔W〕 55 4.5 3.6 0 10 時間 〔秒〕 図1 【回路Ⅰ】 電源 12V + O った物 【回路Ⅱ】 電源 12V + クリップ c 抵抗 20Ω 抵抗 20Ω クリップa- 抵抗30Ω」 端子 クリップ b 電流計 電圧計 抵抗36Ω 電圧計 電流計 20 20 問 (1) 回路に流れる電流の大きさは何Aか。 四捨五入して小数第2位まで書け。 (2) 下線の部分について, 電流を流し始めてから8.0秒後に外したクリップはどれか。 a, b, cから1つ選んで,その記号を書け。 (3)回路Ⅰ,回路II それぞれの回路全体で消費した電力量が等しくなるのは,電流を流し始めてから何秒後か求めよ。 (4)回路Iに抵抗器を1つ加えて, 回路全体の消費電力が8.0Wになるようにしたい。 抵抗の大きさが何Ωの抵抗器をどのように接 続するとよいか。 加える抵抗器の抵抗の大きさを求め,その抵抗器を解答欄の回路図に加えて、回路図を完成させよ。ただし、回 路図中には、抵抗の大きさおよび電流計と電圧計を記入する必要はない。

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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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理科 中学生

この問題の(1)と(2)が答えを見ても分かりません。電気の問題です 誰か教えてください!

p.83で復習 ■p. 80で復習 キャレンジ問題 の実験を行った。 あとの問いに答えなさい。 (千葉) 実験 1 図1 図2のように, 6.0Vの電圧を加えると1.5Aの電流 が流れる電熱線Aと, 発生する熱量が電熱線Aのである電熱線B ちょくれつかいろ へいれつかいろ に加わる電圧の大きさを測定した。 その後, 電圧計をつなぎかえ, 加える電圧を6.0Vにし, 回路に流れる電流の大きさと, 電熱線A を用いて, 直列回路と並列回路をつくった。 それぞれの回路全体に 電熱線Bに加わる電圧の大きさをそれぞれ測定した。 図1 図2 p. 80で復習 6.0 1.5k A 復習 A V 電熱線 A 電熱線 B 電熱線 A 電熱線 B A 6.0 V 6.0 V あたい 実験2 図2の回路の電熱線Bを,抵抗(電気抵抗)の値がわからない 電熱線Cにかえた。その回路全体に加える電圧を5.0Vにし,回路 に流れる電流の大きさと,それぞれの電熱線に加わる電圧の大きさ を測定すると,電流の大きさは, 1.5Aであった。 (1)実験1で,消費電力が最大となる電熱線はどれか。 また、消費電 力が最小となる電熱線はどれか。 次のア~エのうちからそれぞれ1 つずつ選び,記号を答えなさい。 チャレンジ問題 最大 (1) ア図1の回路の電熱線A イ図1の回路の電熱線B 最小 ウ 図2の回路の電熱線A エ図2の回路の電熱線B (2) (2)実験2で,電熱線Cの抵抗 (電気抵抗)の値は何Ωか。

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理科 中学生

自分の答えと合っているか確認したいので、よろしければ、こちらの問題を解いて下さい!

4 3 発光ダイオードや豆電球などの明るさと消費電力について調べるため,次の実験1,2を行いま した。これに関して, あとの(1)~(3)の問いに答えなさい。 実験 1 ① 発光ダイオードと豆電球を用いて, 図のような回路を組み立てた。 ② 次に、スイッチSを入れずに、 電圧計の示す値が2.0Vになるよう にして電圧を加えたところ, 豆電 球だけが光り, 電流計は 300mA を示した。 図 電源装置 完 豆電球 ③ ②のあと, スイッチSを入れて から、電圧計の示す値が2.0Vに なるようにして電圧を加えたとこ 発光ダイオード スイッチS 電流計 電圧計 ろ,発光ダイオードと豆電球のどちらも光り, 電流計は320mAを示した。 実験2 ① 100Vで使用したときの消費電力がそれぞれ, 8WのLED電球 (発光ダイオード を使用した電球) と, 60Wの白熱電球を準備した。 2 ①のLED電球と白熱電球にそれぞれ100Vの電圧を加えると、ほぼ同じ明るさ 光った。 ③②の状態を3分間続けたあと、赤外線カメラ (サーモグラフィー) でLED電球と 白熱電球の表面温度を測定したところ、白熱電球はLED電球に比べかなり高温に なっていた。 (1)次の文章は, 実験1の結果について述べたものである。 あとの(a), (b) の問いに答えなさい。 実験1において, ③のときの豆電球の明るさは、②のときの明るさと比べて ✗ これは、③のときに豆電球に流れる電流の大きさが ②のときと比べて y からであ る。また、③のときの発光ダイオードの消費電力は Z Wであった。 (a) 文章中の X にあてはまることばとして最も適当なものを,X群, Y群の ア~ウのうちからそれぞれ一つずつ選び、その符号を答えなさい。 X群 ア 変わらなかった イ 明るくなった ウ暗くなった Y群 ア 変わらなかった イ 大きくなった ウ 小さくなった 1 (b) 文章中の Z にあてはまる最も適当な数値を答えなさい。 (2)実験2の①、②から、家庭において100Vの電圧で使用するとき, 60Wの白熱電球を8Wの LED電球にとりかえることで,消費する電力量を1分間あたり何節約することができるか。 (3)実験2の③の結果から, 実験2の②では, LED電球と白熱電球はほぼ同じ明るさで光るのに、 白熱電球に比べLED電球の消費電力が小さい理由として最も適当なものを、次のア~エのうち から一つ選び、その符号を答えなさい。 ア 光エネルギーに変換される熱エネルギーが白熱電球よりも小さいから。 イ光エネルギーに変換される熱エネルギーが白熱電球よりも大きいから。 ウ熱エネルギーに変換される電気エネルギーが白熱電球よりも小さいから。 エ熱エネルギーに変換される電気エネルギーが白熱電球よりも大きいから。 宅 -3-

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