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物理 高校生

電位の位置エネルギーについてですが、「電気と電位による位置エネルギー」と「点電荷の周りの電気力による位置エネルギー」は具体的にどのように定義され、どのように違うのかわかりやすく教えてください。教科書を見てもピンと来ませんでした。よろしくお願いします。

ネルギー びは,重力 mg×動かした距離んなので U=mgh である。一方, 電気力による位置エネルキ ーびは、電界の強さEの一様な電界中では, 電気力 gE×動かした距離dなので, U=qEd と表される p.227)。 気力による位置エネルギーと いう。 15 B 電位 電位 +1Cあたりの電気力を電界とよんだように, +1Cあたりの電気力に よる位置エネルギーを 電位 という。電位は,+1Cの電荷が基準点ま。 動くときの,電気力がする仕事に相当する。電位の単位は J/C となるが この単位を ボルト(記号 V) とよぶ。いま, ある点に電気量q[C]の電様 があるとき,この電荷がもつ電気力による位置エネルギー U[J]と,その electric potential 20 volt 点における電位V[V]との関係は, 次式で表される。 電位と電気力による位置エネルギー 25 U V: すなわち, U=qV (5) U=0 (U=qV) q VIV] 電位(electric potential) UJ) 電気力による位置エネルギー q[C) 電気量(quantity of electricity) 電位は向きを もたないスカ ラーである。 基準点(0V) 電位V 30 224 第4部 電気と磁気

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物理 高校生

この問題のエネルギー保存で磁場による力F=IBLの仕事と誘導起電力の仕事を考えなくていいのは何故ですか?

実戦 /0 4 基礎問 /18 [注 86 磁場中を運動する導体棒II 図のように,水平と角度0の傾角をもつ導体の 平行レールが間隔/で固定されており,上端には 起電力Eの電池Eと可変抵抗器がつないである。 長さ1,質量mの細い導体棒 abをレールに直角 にのせ,レールに沿って滑って移動できるように 解 a B」 ょり 0 なっている。また,磁東密度Bの一様な磁場が鉛直上向きに加えられており、 I. (1 重力加速度の大きさはgとする。導体の電気抵抗や導体棒 ab とレールとの ンジ 間の摩擦力は無視できるものとして, 次の問いに答えよ。 no ○○OI. 可変抵抗器の抵抗がある値のとき, 導体棒 ab はレール上で静止した。 ab を流れている電流の大きさはいくらか。 I.可変抵抗器の抵抗をある値にすると導体棒 abはレールに沿って上昇し、 しばらくすると一定の速さ uになった。この等速運動について考える。 boの 導体棒 abに発生する誘導起電力はどの向きにいくらか。 ODO このときの可変抵抗器の抵抗値Rを求めよ。 (3)次の物理量を求めよ。また, これらの間に成り立つ関係式をかけ 電池が供給する電力 PE 抵抗で発生する単位時間あたりのジュール熱P bO人 導体棒abを上昇させるための仕事率び る。 場。 (3 (高知大) ●電磁誘導とエネルギー保存の法則 金属棒の運動による電礎 誘導では,力学的なエネルギーと電気的エネルギーが相互に変 精講 換される。 力学的エネルギーの変化、 電池の仕事 外力の仕事- 抵抗で消費される エネルギー コンデンサー·コイルに 蓄えられるエネルギー 着眼点)力学的なエネルギー→金属棒やおもりの運動,外力でチェック 電気的エネルギー中閉回路に含まれる素子(電池など)でチェック。 発展 エネルギー保存の法則は電磁気系または力学系に分けて考えること もできる。 電磁気系:電池および誘導起電力の仕事の和で考える 力学系 2路

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物理 高校生

解き方教えてください!!

呈 こ いけて 1. トムソンは電子の比電荷を求めるため. 82しOTR の向きに大きき ぢ の一様な電界を発生させ, その間に質量 CA 0 で A に導き 9w で点 A から入射させた。 電子にはたらく重カは無接し 以下の空則を適切な数式で揚めぶ・ 大きき LO①) の加速度を受ける。 電子が電極を通 (i ) 電極問の電界により電子はり 軸正の向きに おいて電子は z 軸から 過するのにかかる時間は [て2) _] なので, 電極を通過し終わった点 P に (3③- だけ離れている. また, そのときの電子のリ 方箇の速きは し(| である・ (H) 電子は上 P を通過した後直線運動をする 生地の区がら光面までの距離を とすると。点『 から草光画に直するまでの時間は (6)-] である・ ドづで区面上の京 Q に達したときの?居 の値 は ゅ=し(6) ] である。 (年) 次に図2-bのように 電極問に電界と垂直な方向 (紙面の表から裏に向かう方向) に大き さ 』 の琵東密度を持つ一様な磁界をかける。すると点 人 において電子には大きさ て7) | のロー レンツカが加わる。 ここで電子が直進するように破来容度の大きき ア を調節すると。 電子は蛍光面 上の原点 0 に当たる。このときの電子の吉さ はちと を用いて 一 と書ける。 この 結果を w (6) に代入すると, 電子の比電荷を を =て9) ] と水めることができる 2、 ミリカンは電子の電気量と質量を求めるため, 上下に距離 す だけ離れた平行板電極の間に質量 7. 電 気量 -⑦>0) の油滴を落下させた。 この場合, 重力の効果は無視できない。 重力加速度の大きさを9 として. 以下の空欄を適切な数式で埋めよ。 (i ) 図2 <のように電極問に電圧をかけない場合 滑滴は閥気抵抗を受けながら鉛直方向に落下する 誠気拓抗の大きさが速さに比例し, その比例定数が k であるとすると 十分に時間が経過すると届 請の眉きは一定値 に近づく。この終夫速度の大きさ は, 重力と空気抵抗のつり合いから ゅw=LG⑯ 1] (①) と求まる。

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