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理科 中学生

Q. 中学理科 電流計算  6️⃣の問題について、3枚目の下線部がわかりません💧‬

4 次の実験 1.2について あとの各問いに答えなさい。 ただし, 電流が流れる部分のうちでは, 電熱線以外の抵抗は考えないものとし、それぞれの電熱線の抵抗の値は変化しないものとしま す。さらに、電熱線で発生した熱はすべて水の温度上昇に用いられるものとし, 水から空気や 実験器具への熱の移動はなく、水の蒸発も考えないものとします。 【実験】 [1] 発泡ポリスチレンのカップに、くみ置きの水を 100g入れて温度計で温度を測定したところ、室 温と同じく 20.0℃だった。 [2] 電源装置, スイッチ、2つの端子,6.0Vの電圧 を加えたときに消費する電力が4.0W である電熱 線Pを導線でつなぎ, 電熱線Pを[1]の水にさし た。図1は、このときのようすである。 [3] 図1のクリップa〜dを, 電圧計,電流計の端 子につなぎ 電源装置の電圧の値を6.0V に設定し た。 図 1 電源装置 スイッチ ale 端子 温度計 端子 水100g 発泡ポリスチレン のカップ 電熱線 P [4] スイッチを入れて、水をガラス棒でかき混ぜながら,スイッチを入れてから7分間,電 流を流したところ、水の温度は24.0℃にまで上昇した。 【実験2】 スイッチ b a C 端子 温度計 [1] 2個の発泡ポリスチレンのカッ 図2 電源装置 プに,くみ置きの水を100gずつ 入れて,温度計で温度を測定し たところ, どちらの水の温度も, 室温と同じく 20.0℃だった。 [2] 電源装置, スイッチ, 2つの端 子, 電熱線P, 6.0Vの電圧を加 えたときに消費する電力が 6.0W である電熱線Qを導線でつなぎ, 電熱線P,Q を [1] の水に1本ず つさした。 図2は, このときの ようすである。 温度計 d 端子 水100g 電熱線Q 発泡ポリスチレン のカップ ↓ 水100g 発泡ポリスチレン 電熱線 P のカップ [3] 図2のクリップ a ~dを, 電圧計, 電流計の端子につなぎ, 電源装置の電圧の値を 6.0V に設定した。 [4] スイッチを入れて、水をガラス棒でかき混ぜながら,スイッチを入れてからの時間と, 水の温度の関係を調べた。 -5- 中H-303 1 2

未解決 回答数: 1
物理 高校生

この問題の⑶について質問です。解説を見ると,Q についての計算があったのですが,Sを開いたままなので,Qは変わらないのではないかと思いました。何でQについて計算しないといけないんですか?

20 コンデンサー 71 20 コンデンサー 3枚の同形の極板L, M, N を平行に並べ、図 のように起電力 Vの2個の電池をつなぐ。極 板L,Nは間隔 2αを保って固定してあり, M はL,Nと平行を保って移動できる。 LとNの中央を原点としてx軸をとり, M の位置座標をx (-a<x<α) とする。 まず, 極板 M をx=0に置き スイッチSを 閉じる。このときのLM間および MN間の電 気容量をそれぞれC とする。 次に, Sを開い た後,Mを位置xまで静かに移動させる。 (1)x = 0 で, 極板 M がもつ電荷 Q を求めよ。 L Vo Vo S a a M IN x (2) 位置xで, LM 間および MN 間の電気容量 C1 と C2 を求めよ。 (3) 位置 x で, 極板N のもつ電荷 Q を求め,これをx の関数とし A て図示せよ。 (4)アース電位を0として, 位置 xでのMの電位 VM を求め,これを xの関数として図示せよ。 (5) 位置xでSを再び閉じる。 Sを通る電気量 (正とする) を求めよ。 またSを通る向きは上向きか下向きか。 必要があれば, x>0. 0 の場合に分けて答えよ。 (6)Mをx = 0 に戻し, Sを開く。 そして, Mを一定の速さで右 (東京大+慶應大) 動かす。 Nに流入する電流 I を求めよ。 Level (1),(2)(3)~(5)(6)★★

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