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理科 中学生

多くなってしまうのですが(1)から(8)の解き方を教えてくださいm(_ _)m特に(5)をお願いします

を用いて水の温度変化を調べる実験を行った。 ただし、水1gの温度を1℃上げるのに必要 電源装置 スイッチ 熱量は4.2Jとする。 [実験] ① ある水を発泡ポリスチレンのカップに 100cmを入れ、水温を調べて 記録した。 その後、図のような回路を作り. 6V-3Wの電熱線に電源装置で 6.0Vの電圧を加え、 カップの水を時々かき混ぜながら, 1分ごとに水温を記録 し、5分間測定した。 次に、 使用する電熱線を. 6V-3Wから6V-6Wに変 えて同様の測定を行った。 表は、実験の結果をまとめたものである。 5 時間(分) 水温 (℃) 0 16.9 6V-3W 1 2 3 17.3 17.7 18.1 4 5 18.5 18.9 ア 冷やして 0℃にしたもの。 1 17.8 17.0 0 2 18.6 6V-6W 電熱線 (6V-3W) Ingat 3 19.4 4 5 20.2 21.0 (1) 下線部①はどのような水がよいか。 次のア~ウから選び,記号で答えなさい。 イ 水道からだしたばかりのもの。 ウ 放置して室温と同じくらいにしたもの。 (2) 6V-6Wの電熱線に 6.0Vの電圧を加えた実験で、この電熱線に流れる電流の大きさは何A (1800 答えなさい。 (4) A 2 (3) 6V-6Wの電熱線の抵抗の大きさは何Ωか答えなさい。 0000 (4) 6V-3Wの電熱線の両端に 6.0Vの電圧を5分間加え続けた。 電熱線から発生する熱量は何 か答えなさい。 300 (5) 実験で.6V-3Wの電熱線を使ったとき、5分間で水の温度は 2.0℃上昇した。 100cm² (100g の水の温度を2.0℃上昇させるために必要な熱量は何Jか答えなさい。 (6) 次の に当てはまる言葉として最も適切なものを、次のア~ウから選び, 符号で答えな い。 電圧を5分間加えた電熱線から発生した熱量は, 5分後には と考えられる。 ア 水の温度上昇に全て使われ、 カップやその周りの空気には逃げていない イ 水の温度上昇に使われるだけでなく、 カップやその周りの空気にも逃げている ウ水の温度上昇には使われず, カップやその周りの空気に全て逃げている 7) 電熱線を6Vの電圧を加えたとき9Wの電力を消費するものに変えて、同様の実験を行った。 ① 水温が4.0℃上昇するのにかかる時間は, 5分より長くなるか, 短くなるか答えよ。 ②電圧を加えてから5分後の水の上昇温度はおよそ何℃になると考えられるか答えよ。 18 ) 6V-3Wの電熱線と6V-6Wの電熱線を右図のように直列につなぎ, それぞれの電熱編 水 100cmが入ったカップの中に入れ、電圧計が表示する電圧が 6.0Vになるように電源装置 電圧を加えた。 5分後のカップの中の水の上昇温度として最も適切なものを、次のア~ウから つ選び,記号で答えなさい。 ア 6V-3Wの電熱線が入っていたカップの水の方が 上昇温度は大きい。 イ6V-3Wの電熱線と6V-6Wの電熱線が入って いたカップの水の上昇温度は同じ。 ウ6V-3Wの電熱線が入っていたカップの水の方が 上昇温度は小さい。 GERETE

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物理 大学生・専門学校生・社会人

電磁気学の問題になります。 問3以降全く分かりません。教えていただけると助かります。

真空中で円周にそって流れる電流 (円電流) がつくる磁場, および, 円電流と等価な磁気モーメントについて 考える. 一般に,真空中で電流素片Ⅰds が距離 R だけ離れた点につくる磁束密度 dB は dB = Ho Ids x 4π R² で与えられる (ビオサバールの法則) ここで, Mo は真空の透磁率,Iは電流の大きさ, ds は電流の方向に とった微小変位ベクトル, hは電流素片からその点に向かう方向の単位ベクトルである. (1) 下図 (a) に示されるように、座標原点を中心とする π-y平面上の半径aの円周にそって図に示された方 向に電流Iが流れているとき, 点A(0, 0, h) における磁束密度の向きと大きさを求めよ. ただし, ん > 0 とする. (2) 下図(b)に示されるように、座標原点におかれた大きさがpでz軸方向の磁気モーメントが,点A(0, 0, h) に作る磁束密度の向きと大きさを求めよ。 ただし, 磁気モーメントとは正負の磁荷の対が微小な距離だ け離れているものであるが, んはその距離に比べて十分大きいとする. 問 (1) と問 (2) の結果より, 半径aの円電流Iは,十分遠方からみると, 大きさがHoTa²Iの磁気モーメント と等価であると考えられる.このことを利用して,次に, 真空中で円運動する荷電粒子について考える。 ただ し, 古典力学の範囲で考えることとし, この円運動による電磁波の輻射は無視できるとする. (3) 座標の原点に電荷g (> 0) が固定されている。 下図 (c) に示すように、質量がmで-gの電荷を持つ質 点が, g-y平面上で原点の周りを図に示す方向に一定の角速度で円運動している. この円の半径をと する. この質点の円運動を円電流とみなすことにより, 十分遠方からみた等価な磁気モーメントの向き と大きさ on を求めよ。 ただし, 真空の誘電率を e とする. (4) 下図 (d) に示すように、 磁束密度が B (> 0) で軸方向の一様な弱い磁場中で、 問 (3) と同じ問題を考 える ただし, 質点の円運動の半径は問 (3) と同じと仮定する. このときの十分遠方からみた等価磁 気モーメントの大きさを Pen とし, Apo PeB-Poo をBの1次までの近似式として求めよ. 2 •A(0,0,h) Z •A(0,0,h) y Pr (b) C 2 dan dal g 'T

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