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物理 高校生

[キ]でVnmを求める赤丸の計算は電位の足し合わせの考えた方とも言えますか?

次の文中のに適切な のうち必要なものを用いて答えよ。 ガウスの法則によると, 任意の閉曲 面を貫く電気力線の密度は電場の強さ に等しい。 例えば, 真空中で点電荷を 中心とする半径の球面を仮定して考 えれば,点電荷から出る電気力線の本 数を球の表面積でわった値が球面にお ける電場の強さとなる。 そのため,電 金属球殻 N 金属球 M 図1 10 図2 0,x, Q.g 図3 気量g (g>0) の点電荷から出る電気力線の本数nは,真空中でのクーロンの法則の比例定数 ko を用いて, n=アと書ける。 せた。 金属球Mの中心Oから距離xだけ離れた点における電場の強さ E, 電位Vについて考 図1のように, 真空中に半径αの金属球Mがあり, Q(Q > 0) の電気量をもつように帯電さ える。ただし,電位Vは無限遠方を基準とする。 xa のときは,金属球Mから出る電気力線は金属球Mの中心Oから放射状に広がると考 えられるため,電場の強さEは,E=イとわかる。また,その点の電位Vは、 V=ウである。 また,x<a のときは,導体内部の電位は導体表面の電位と等しく,導体内部に電気力線 が生じないことから,E=エ, V=オとなる。 図2のように,内半径 6, 外半径 c の金属球殻Nがあり,-Qの電気量をもつように帯電 させた。このとき, 金属球殻Nが球殻内部の真空の空間につくる電場は,内部に発生する電 気力線のようすを考えると0である。 次に,図3のように, 真空中で, 金属球殻Nで金属球Mを囲い, 金属球殻Nの中心 0′が金 属球Mの中心Oに一致するように配置した。 ただし,a <b <c であり、 金属球Mの電気量は Q,金属球殻Nの電気量はQのままであるとする。 このとき, 中心から距離 x(a<x<b) だけ離れた点における電場の強さ E' は, 金属球M, 金属球殻Nがそれぞれ単 独でつくる電場を足しあわせた合成電場の強さであるので,E'=カである。また,金 属球殻Nに対する金属球Mの電位 VNM は,金属球殻Nの内部には電気力線は生じないので VNM=キ である。 金属球Mと金属球殻Nは,電位差 VNM を与えればQの電気量が蓄えられるコンデンサー とみなすことができる。このコンデンサーの電気容量Cは,C=クである。 [3]関西大]

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理科 中学生

(1)34N(2)8cmな理由解説お願いします🙇🏻‍♀️

13 の説明文を者にして、問いに答えなさい。ただし、体にはたらく Nとする。 また、図中の鉄はすべて同じものである。 図1 体積500cmの鉄 図2 水槽 183 水銀 床 物質の密度 【アルキメデスの原理】 物質 [g/cm³) 水 1.0 液体の中で物体にはたらく浮力の大 きさは、その物体が押しのけた体積分 の液体にはたらく重力に等しい 鉄 7.8 水銀(液体) 13.0 図1で、鉄は接している床面から面と垂直な力を受けている。この力の大きさは何か答えな さい。 また、この力の名称を漢字で答えなさい。 問2 図2のように、鉄を水の中に入れたところ、鉄は水槽の底に沈んだ。このとき、鉄にはたらく 浮力は何Nか答えなさい。 ただし、鉄のすべてが水中にあるものとする。 問3 図2の水槽は底面積250cmの円柱形であり、鉄の上面から水面までの距離は10cmであった (図4参照)。 この鉄を上面の水平を保ったまま引き上げて、完全に水中から出すために 要な力を測定した。引き上げる高さと必要な力の関係は、図5のグラフのようになった。次の (1)、(2) に答えなさい。 図4 図5 10cm 必要な力 底面積250cm 図5のXは何Nか。 ②鉄の高さは何cmであると考えられるか。 10 20 引き上げる高さ (cm)

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