解き方を教えてくださいの質問一覧

高校物理の質問です。 (ア)〜(エ)および(カ)〜(コ)の解き方を教えてください。途中式など書いていただけると大変助かります。一部でも構いません。

以下の文章中の(ア)~(エ)および(カ)~(コ)に適切な式を記入しなさい。(オ)には文章中の指示にしたがって適切なグラフを描きなさい。ただし、解答にんを用いてはならない。なお、文章中の角度の単位はラジアンである。図1のように、x ≥0の領域において一様な磁束密度 (大きさB)の磁場がかかっている。磁場の向きは、図1の右図において、紙面の手前から奥に向かう方向である。x < 0の領域には磁場はかかっていない。半径aで中心角”の扇形コイル OHKLが磁場と垂直なx-y平面内にあり、原点を中心としてx-y平面内でなめらかに回転できる。 0 と Lは、図1の左図の端子P, Qをとおして、電気抵抗 R の抵抗器、電気容量 C のコンデンサー、およびスイッチ1, S2からなる図2の回路の端子P,Qと常につながっている。 OLは十分に短く、 KL の長さをaとみなし、扇形コイルを貫く磁束は、半径がaで中心角がこの扇形の面積を貫く磁束と考える。導線の太さや質量および電気抵抗、扇形コイル以外の部分で生じる誘導起電力、自己誘導、および空気抵抗の効果は無視する。また、扇形コイルの変形は考えない。 (1) スイッチS」を閉じ、S2を開いた状態で、点 H に外力を加えることで、扇形コイルを一定の角速度w (0)で図1 のように反時計回りに回転させた。時刻t = 0において点 H はx-y平面内の座標 (0,a)の位置にあった。微小時間経過後に、扇形コイルを貫く磁束が減少し、端子 P に対する端子Q の電位は(ア)となった。このとき扇形コイルは、 K→Lの方向を正として=(ア)×(イ)の電流が流れ、導線 KL が磁場から受ける力の大きさは(ウ)であった。その後、時刻t=(エ)で、はじめて扇形コイルに流れる電流が0となった。t = 0から扇形コイルが一回転するt=2までの時間の、K→L 方向を正とした電流の時間変化を実線で描くと(オ)となる。扇形コイルが一回転するまでに抵抗器で生じたジュール熱は (カ) であった。扇形コイルに加えた外力がした仕事が抵抗器で発生したジュール熱と等しいので、時刻 (0 <t < t) において点Hに加えた外力は (キ) であることがわかる。ただし、外力は常に扇形コイルの円弧の接線方向にかけるものとする。 (2) スイッチ2を閉じ、 S を開いた状態で、点Hに外力を加えることで、扇形コイルを一定の角速度w(0) で図1のように反時計回りに回転させた。時刻t=0において点Hはx-y平面内の座標 (0,a)の位置にあり、このときコンデンサーには電荷が蓄えられていなかった。微小時間経過後に扇形コイルには電流が流れ、コンデンサーは充電されはじめた。その後、時刻t = (エ)までにコンデンサーは十分に充電され、回路を流れる電流は0となった。このときコンデンサーに蓄えられた電気量は(ク)であった。時刻から2tの間に、コンデンサーは放電し蓄えられた電気量は 0 となった。時刻から2ちの間に抵抗器で発生したジュール熱(ケ)であった。また、時刻から2tの間に回路に流れる、時間とともに変化する電流の大きさをI とおく。このとき、コンデンサーに蓄えられている、時間とともに変化する電気量の大きさは(コ)となる。 H B(IIの領域のみ) W PO I KT S₁ R Sa Q -OP 扇形コイルを真上から見た図図1 図2

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物理高校生約2ヶ月前

高校物理の質問です。⑤〜⑩の解き方を教えてください。一部でも構いません。 ⑤CV/n ⑥CkV^2/n^2 ⑦CV^2/n^2×n(n+1)/2 ⑧V/n ⑨TV^2/nR ⑩CV^2/2 よろしくお願いいたします。

図1のような電気容量Cのコンデンサー、抵抗値R の抵抗、時刻とともに変化する電圧uの電源からなる回路を考える。電源電圧の最大値をV(0) とする。 t<0ではv=0であり、コンデンサーに電荷はないものとする。 (1)t≧0v=V とすると、横軸をt、縦軸をコンデンサーの極板間の電位差としたグラフは図Aの (1) であり、縦軸を抵抗に加わる電圧としたグラフは(2)である。 R 2V V 3 0' 1 T 2T 3T P2 (2)次に20での電圧uを一定の時間幅Tで階段状に変化させる。ある正の整数nによって整数kの範囲を k= 1,2, ...,n とし、 (k-1)T≤t < kT では kV U== n とし、tnではv=V とする。ただし、Tは十分大きく、電圧を上げる各時刻t=kTの直前では回路に電流は流れなくなるものとする。 n=3の場合、図2のようにvは変化する。横軸をt、縦軸をコンデンサーの極板間の電位差としたグラフは図Bの (③) であり、縦軸を抵抗に加わる電圧としたグラフは (④)である。 (ト) (イ) (7) 以下ではn > 3とする。コンデンサーに蓄えられる電気量は (k-1) TSt< KTの間に (⑤)だけ増加するので、この間に電源が行う仕事は(⑥)である。 0≤t≤nTの間に電源の行う仕事Wは、和の公式k=n(n+1)を用 (エ) (オ) MA (カいるとW= (⑦) と求められる。 0≤t≤nTの間、抵抗に加わる電圧の最大値は (⑧) であり、常にこの最大電圧が抵抗に加わったと仮定すると、ジュール熱で失われるエネルギーE, は (⑨)である。以上により、t = nTでコンデンサーが蓄えている静電エネルギーUは、W-En<Un<Wを満たす。 n を大きくする極限でEmは0となり、この極では(1)となる。 AB

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物理高校生約2ヶ月前

物理のコンデンサーの問題です。解き方を教えてください。答えは (1)CV/2 (2)CV/4 (3)3V/4 (4)3CV/8 (5)5CV/16 です。よろしくお願いいたします。

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数学高校生約2ヶ月前