中3理科 物体Eの反作用はどんな力か言葉で書きなさい の回答を教えてほしいです！

図1 天井がばねを引く力A ばねが天井を引く力B ばねが物体を引く力C AB CD 物体がばねをを引く力D 物体にはたらく重力E

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。

F5とF6はどんな力かということが分かりません 私は、F5→床がAとBを押す力 F6→AとBが床を押す力 だと思いましたが、 答えは、F5→床がBを押す力 F6→Bが床を押す力 でした。 なぜ床にはAの分の力がかからないの... 続きを読む

A F1 1F2 F3 B ** 床 F4 ENFA F6

(3)がわかりません… 誰か分かりやすく教えてください！ お願いします！

電流と磁界に関する次の (1)~(3) に答えなさい。 12 [実験1] 図1のような回路をつくり、棒磁 1 石のN極をコイルQに上から近づけてい くと、検流計の針が振れた。 [実験2] 図2のような回路をつくり、棒磁 石のN極をコイルQに上から近づけてい コイルQ くと、コイルRはaの向きに動いた。 検流計 (1) 実験1のように、コイルの中の磁界が変化することによって 流れる電流は何と呼ばれるか。 (誘導電法〕 図3 A (2) 磁界の様子を磁力線で描いた図において、 磁界の強弱は, 磁 力線の間隔により、それぞれ、どのように表されているか。 「広 く」「せまく」の二つの言葉を用いて、簡単に書きなさい。 磁界が弱いところ広く、強いところ、せまい。 唱 棒磁石 2 ・針 棒磁石 割りばし 導線K コイルQ C コイル ZIS U字形磁石 [コイルQの面は、水平である。] CK 線L 間隔がせまいほど、磁力強 (3) 図2の装置で,次のア~エの操作を行うと、それぞれゴイルRはa,b いずれかの向きに動いた。 次のア~エのうち, コイルRがbの向きに動くも のを全て選び, その記号を書きなさい。 (アウ ] ア U字形磁石は図2の状態のままで、図3のAのように棒磁石のN極をコ イル Qから上向きに遠ざける。 イ U字形磁石を図4の状態に変え、図3のBのように棒磁石のS極をコイ ル Q に上から近づける。 AU ウ U字形磁石は図2の状態のままで, 図3のCのように棒磁石のN極をコイル Q に下から近づける｡ エ_U字形磁石を図4の状態に変え、図3のDのように棒磁石のS極をコイル Qから下向きに遠ざ ける。 a

ex2で質問です。 なぜvblはEを変えて電流が逆流することはないのですか？

(別解) 抵抗Rを見てみる。 bからaへ電流が流れている。 だから b が高電位。 bとQ,aとPの電位はそれぞれ等しい。 よってQが高電位 (3) PQ は等速度で動いているから、 力のつり合いが成りたつ。 電磁力は左向き に働くから、外力は同じ大きさで右向きである。 100 電磁気 B212 ∴. P=Fu=(UBI) 外力F=電磁力IBl= R R (別解) エネルギー保存則よりPはジュール熱に等しい(外力の仕事分だけジュー ル熱が発生する)。 電磁誘導ではエネルギー保存則にも気を配りたい。 以上をファラデーで考えると, PQba がコイルで, Bは一定だが面積Sが増していくため下向きに貫く磁 束が増す。 そこで上向きの磁場をつくる向き, すなわ ちP→Qの向きに電流を流そうとする (事実, 回路が 閉じているので流れる。) 4t の間の磁束の増加は右図 の斜線部に等しく, 4Φ=B×W4t V=40/4t=vBl A EX2 EX1に続いて, ab間にRの抵抗と起 電力Eの電池をつなぎ, スイッチを付 ける。 PQ をレール上で静止させた状態 でスイッチを入れる。 外力は加えない。 (1) PQ の速さがぁになったときの電流 Iを求めよ。 (2) 十分に時間がたったときのPQの速さを求めよ。 E b a a 67 EX1で導体棒 PQ がぁの抵抗をもつ場合の電流Iと,Pに対するQの電位 を求めよ。 High レールがなくてPQだけが磁場中を動いているとしよう。 コイルにあたる部分がないのにどうしてファラデーを適用 していくかというと、上のようなレールを仮想的に敷いて 考えればよい。 右の図のように右側にコイルを仮想して考 えてもよい。このようにファラデーには融通無碍な所がある。 P ゆうづうむげ ↑何ものにもとらわれなく自由 Quat B P Q V ひ 17² P 40 B 減少 右向きに電磁力を受け動き出す。 EX1 と同様, PQ を電池に PA 石巻替えると右の図になる。キルヒホッフの法則より E-Bl=RI 1. I=E-VBI R はQPの向き,このように電池があると必ずしも 誘導起電力の向きに「が流れるわけではないことにも注意。 (2) QからPへ流れる電流による右向きの電磁力が を増していく。 やがてBがEに等しくなると上の式よ りは0となる。 すると電磁力も消え, PQは等速度運動 に入る。又、十分時間が立っと電流は流れないと考えられる。 P61 v₁ Bl=Ev₁=₁ BlがEを超えて電流が逆流することはない。 I,”の時間変化は右のようになる。 電磁誘導は現象の進行を妨げる E R 第8位 ngs ちょっと一言 EX1や2で,もし, PQ の長 さがレールをはみ出していたとしても 答えは何も変わらない。 確かにPQ間 の誘導起電力はBLあるが、 回路と して役に立っている部分は Blだけ だし, はみ出し部分には電流が流れな いので電磁力もIBIでよい。 B やがては等速 等速度は力のつり合い V₂ P I 68 辺の長さ a, bの長方形コイルを一定の速さで 幅2αの磁場(磁束密度Bで手前向き)を横切らせる。 コイルの抵抗をR, 辺PQ が磁場に達したときを t=0 とする。 次のグラフを描け。 (1) 電流の時間変化 (PQの向きを正) (2) コイルを引く外力Fの時間変化 (右向きを正) 101 Q Q V 11 BL P V Q Jp P VI 1Q

ここの（１）がどうしても分かりません！誰か教えてください！

198 34 792 3 0 _20 40 60 水溶液の温度 [℃] 80 0 20 40 60 水溶液の温度 [℃] 80 4 図5のように, まっすぐな金属線を南北方向に固定し て, その真下に方位磁針を置き, 金属線に電流を流した ところ,北を指していた方位磁針のN極は東を指しま した。 また,図6のように, 輪にした金属線を固定して, その中心に方位磁針を置き, 金属線に電流を流したとこ ろ,北を指していた方位磁針のN極は西を指しました。 これについて,次の (1), (2)の問いに答えなさい。 [%] 0 20 図5 40 60 水溶液の温度 [℃] 西 南 金属線 80 北 東 方位磁針 [%] 図 6 0 20 輪にした 金属線 西 40 水溶液の温度 [℃] C 南 60 80 D 北 東 (1) 図 5,6の金属線に電流を流した向きの組み合わせとして, 最も適切なものを、次のア~エから1つ 選び,記号で答えなさい。 ア 矢印AとC イ矢印AとD ウ矢印BとC エ 矢印BとD (2) 次の文章の内容が正しくなるように, ①,②に当てはまる語をそれぞれ書きなさい。 磁力がはたらく空間を磁界といい, 磁界のようすを表した線を( ① ) という。図6の輪にした 金属線に流す電流を大きくした場合、 金属線のまわりにできる ( ① ) の間隔は、電流を大きくす る前に比べて(②)ので,磁界は強くなると考えられる。 -2-

ex2で質問です。 なぜvblはEを超えて電流が逆流することはないのですか？

100 電磁気 (別解) 抵抗Rを見てみる。 bからaへ電流が流れている。 だからbが高電位。 (3) PQ は等速度で動いているから,力のつり合いが成りたつ。 電磁力は左向き b と Q,aとPの電位はそれぞれ等しい。よって Qが高電位。 に働くから、外力は同じ大きさで右向きである。 外力F=電磁力IBl=B212 R . P=Fv=vBL)2 R (別解) エネルギー保存則よりPはジュール熱に等しい (外力の仕事分だけジュー ル熱が発生する)。 P=RI2=R(vBL/R)2 電磁誘導ではエネルギー保存則にも気を配りたい。 以上をファラデーで考えると, PQba がコイルで, Bは一定だが面積Sが増していくため下向きに貫く磁 束が増す。 そこで上向きの磁場をつくる向き, すなわ ちP→Qの向きに電流を流そうとする (事実, 回路が 閉じているので流れる。) 4tの間の磁束の増加は右図 の斜線部に等しく, 4Φ=Bxwat : V=40/4t=vBl EX2 EX1に続いて, ab間にRの抵抗と起 電力Eの電池をつなぎ, スイッチを付 ける。 PQ をレール上で静止させた状態 でスイッチを入れる。 外力は加えない。 (1) PQ の速さがぁになったときの電流 I を求めよ。 (2) 十分に時間がたったときのPQ の速さを求めよ。 b EZ a a Qv4t 67 EX1 で導体棒 PQ がrの抵抗をもつ場合の電流Iと,Pに対する Q の電位 を求めよ。 V. High レールがなくてPQだけが磁場中を動いているとしよう。 コイルにあたる部分がないのにどうしてファラデーを適用 していくかというと、上のようなレールを仮想的に敷いて 考えればよい。 右の図のように右側にコイルを仮想して考 P えてもよい。 このようにファラデーには融通無碍な所がある。 ↑何ものにもとらわれなく自由 ゆううむげ Bl P Q Q ity P 4p at te B 減少 解 (1) スイッチを入れるとQからPへ電流が流れ, PQ は 右向きに電磁力を受け動き出す。 Ex1 と同様. PQ を電池に 置き替えると右の図になる。 キルヒホッフの法則より E-Bl=RI I=E-VBI R IはQ→Pの向き, このように電池があると必ずしも 誘導起電力の向きにIが流れるわけではないことにも注意。 (2) QからPへ流れる電流Ⅰによる右向きの電磁力がか BlがEを超えて電流が逆流することはない。 Ivの時間変化は右のようになる。 V を増していく。 やがてBがEに等しくなると上の式よ りIは0となる。 すると電磁力も消え, PQ は等速度運動 に入る。又、十分時間か立っと電流は流れないと考えられる Bl=E より 02 BU ↓ E P6 電磁誘導は現象の進行を妨げる E ちょっと一言 EX1や2で,もし, PQ の長 さがレールをはみ出していたとしても 答えは何も変わらない。 確かに PQ 間 の誘導起電力はBLあるが、 回路と して役に立っている部分はvBlだけ だし、はみ出し部分には電流が流れな いので電磁力もIBI でよい。 I 1283 やがては等速 等速度は力のつり合い V₂ P I 68 辺の長さ a, bの長方形コイルを一定の速さで 幅2αの磁場(磁束密度Bで手前向き)を横切らせる。 コイルの抵抗をR, 辺PQが磁場に達したときを t=0 とする。 次のグラフを描け。 (1) 電流の時間変化 (PQの向きを正) (2) コイルを引く外力Fの時間変化 (右向きを正) 101 Q OTT Q V V vBl P Q V a Jp IP vi 10

（4）解説お願いします 答えは4倍だそうです

Ⅱ磁力(磁石の力)の大きさを調べるために、ばねに加え た力の大きさとばねののびの関係が図2のようになるばね を使って、次の手順1. 手順2で測定を行った。 手順2の 結果については、下の表のとおりである。 ただし、 質量 100gの物体にはたらく重力の大きさを1とし、 磁力は磁 石間にはたらくもの以外は考えないものとする。 手順1 図3のように、 質量20gの小さな磁石Aをばねにつ るして静止させ、 ばねののびを測定した。 手順2 図4のように、 ばねにつるした磁石のS極を 水 平な床の上に固定した磁石のN極に近づけて静止させ、磁石と磁石Bの距離と, ばねの のびを測定した。 AとBの距離 ばねののび 図3 スタンド 2.0 (cn) (cm) 5.0 EGA (20g) 3.0 図2 2.8 5 3 ばねののび (cm) 1 スタン 20 1 10 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 ばねに加えた力の大きさ(N) 4.0 2.0 5.0 1.6 ものさし A (20g) B (ING)- 6.0 1.4 (3) 手順1で、ばねののびは何cmか。 (4) 手順2で、磁石と銀行Bの距離が20cmのときの磁石Bが磁石へを引く磁力の大きさは、磁 石AとBの距離が4.0cmのときの磁力の大きさの何倍か、

理科のばねの話です。 （4）がわからないです 誰か解説お願いします！ ちなみに答えは4倍だそうです。

ⅡI磁力(磁石の力) の大きさを調べるために, ばねに加え た力の大きさとばねののびの関係が図2のようになるばね を使って、次の手順1. 手順2で測定を行った。 手順2の 結果については、下の表のとおりである。 ただし、質量 100gの物体にはたらく重力の大きさを1とし, 磁力は磁 石間にはたらくもの以外は考えないものとする。 手順1 図3のように,質量20gの小さな磁石Aをばねにつ るして静止させ, ばねののびを測定した。 手順2 図4のように, ばねにつるした磁石AのS極を 水 平な床の上に固定した磁石BのN極に近づけて静止させ、 磁石Aと磁石Bの距離と, ばねの のびを測定した。 表 磁石Aと磁石Bの距離 ばねののび 図3 スタンド (cm) [cm] ものさし 2.0 5.0 A (20g) 図 4 3.0 2.8 図2 3 ばねののび 2 (cm) 4.0 2.0 5 スタント 0 0.2 0.4 20.6 0.8 1.0 ばねに加えた力の大きさ[N] 5.0 1.6 ものさし A (20g) F 磁B (固定) 6.0 1.4 (3) 手順1で ばねののびは何cmか。 (4) 手順2で,磁石Aと磁石Bの距離が2.0cmのときの磁石Bが磁石Aを引く磁力の大きさは、磁 石Aと磁石Bの距離が4.0cmのときの磁力の大きさの何倍か。

電磁誘導？みたいな話なんですけど、逆に電流を流すことで磁界はできるんですか？