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理科 中学生

この問題の一番最後の問題なのですが、 並列に繋いだことはわかるのですがどうしてもabとかわかるのですか!!!!実力テストテスト5日前で大焦り中、、

Ⅲ 電流のはたらきや物体の運動に関する次の問いに答えなさい。 1 電熱線による発熱量について調べるために,次の実験 1,2を行った。 <実験1> 図1のような装置を組み立て、 発泡ポリスチレンのカップに 図1 室温と同じ温度の水を入れ, 6V-2W の表示がある電熱線 a を 入れて 6Vの電圧を加え,水をかき混ぜて水温を測定しながら5 分間電流を流した。 温度計 電源装置 スイッチ 次に、室温と同じ温度の水を新しく入れた発泡ポリスチレン のカップを用意し、 電熱線を、 6V4W の表示がある電熱線 bにかえて 6V の電圧を加え, 水をかき混ぜて水温を測定しな 水. がら5分間電流を流した。 さらに, 室温と同じ温度の水を新し く入れた発泡ポリスチレンのカップを用意し, 6V-8W の表示 がある電熱線を入れて 6V の電圧を加え,水をかき混ぜて水 温を測定しながら5分間電流を流した。 このときのカップの中の水の上昇温度を図2にまとめた。 <実験2> 図1の装置の電熱線の部分を, 電熱線 a ~c のいずれか2 つを用いてつなぎ変え, 室温と同じ温度の水を入れた発泡ポリ スチレンのカップに, つないだ電熱線をすべて入れ, 実験1と 同様に 6V の電圧を加え, 水をかき混ぜて水温を測定しながら 5分間電流を流した。 このときの, カップの中の水の上昇温度 を図2にXとしてかき加えたものが図3である。 電熱線 発泡ポリスチレン のカップ 図2 水の上昇温度で (C) 電圧計 ガラス棒 電流計 電熱線c ・電熱線b ・電熱線 a ・電熱線c 0 2 (1) 電熱線b に 6V の電圧を加えたとき, 電熱線bを流れる電 流の大きさは何Aか, 四捨五入して小数第2位まで求めなさ い。 電流を流した時間(分) 図3 4÷6=0.664 (2) 電熱線cから5分間に発生した熱量は, 電熱線 a から5分間 に発生した熱量より何J大きいか、求めなさい。 8×300=2400 ■3) 図2から考察できることをまとめた次の文の ①2+500 1000; ②に入る語句として適切なものを,あとのア~エからそ れぞれ1つ選んで, その符号を書きなさい。 水の上昇温度 (C) 図2よりと②は比例すると考えられる。 0 2 電流を流した時間 [分] ア 電流を流した時間 イ 水の上昇温度 ウ 電熱線に加える電圧 エ 電熱線の抵抗 X ・電熱線b ・電熱線 a 実験2について, 図3から考察した文として適切なものを,次のア~エから1つ選んで、 その符号を書きなさい。 Xの水の上昇温度から、電熱線bとc を直列につないだと考えられる。\ イ Xの水の上昇温度から, 電熱線bとcを並列につないだと考えられる。 ウ Xの水の上昇温度から, 電熱線aとbを直列につないだと考えられる。 Xの水の上昇温度からとを並列につないだと考えられる。 -5-

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物理 高校生

1番最後の問題文についてです。 「電源電圧の値を0にする」というのは「極板間の電位差を0にする」という認識であっていますか?

9. ばねにつながれたコンデンサー [ 福島大] 図1に示すように, 半径0.10mの金属円板 B を水 平に固定し, その真上にBと同じ金属円板 A を導体 でできた軽いばねと接続して水平に固定した。 このと きばねは自然の長さで,円板間距離は7.0×10-3m であった。Sはスイッチ, Eは直流電源である。金属 円板間の空気の誘電率を lllllll ばね 1 F/mとし,重 金属 円板 4 x 9.0×10 7.0×10-3m 力はないものとして,次の問い[A]~[C] に答えよ。 [A] 円板を固定したままスイッチSを閉じ,電源電 圧の値を2.52 × 103V まで徐々に大きくして,その 後,スイッチを開いた。次の値を求めよ (1) 金属円板 AB間の電気容量 (2) 円板Aに蓄えられる電気量 (3) 円板間に蓄えられる静電エネルギー スイッチひらいている。 [B][A]の状態において,円板間には引力がはたらい ている。いま, 円板 A の固定を解いて、この引力 につりあう力で支えながら円板AをBにゆっくり と近づけていったところ、 図2に示すように円板間 距離が 6.0 × 10-3mになったとき, 引力とばねの力 がつりあった。 円板Aを動かしている間の円板間の 引力が一定であるとして,次の値を求めよ。 (1) 失われた静電エネルギーの大きさ (2)引力が円板にした仕事と失った静電エネルギー の大きさが等しいとして求められる円板間の引力 うう (3) ばねのばね定数 図1 Qは保存される。 B S E 12.82×10 す S 2 E A 6.0×10-3m B 図2 SER RCD= QCDのD20 le [B] の状態から、蓄えられた電荷を放電し、電源電圧の値を0とした。円板 A が静 止した後、電源電圧の値を徐々に大きくしたところ円板AとBの間隔が 5.0×10-m になった。このとき電源電圧の値を求めよ。 ばねのびている 極板の商20 引 Aは上に戻る

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物理 高校生

キの問題なんですが、電位は無限遠基準で金属球内部では電位が等しいからbじゃなくてc点での電位を考えるべきだと思ったんですが答えはbでした。教えて欲しいです

W 86 13 静電気力と電場 105.〈帯電した導体がつくる電場〉 次の文中の に適切な数式または数値を入れよ。 ただし, 数式は, ko, a, bxQq 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r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 M Q -a- 図1 なぜここ電場ない 金属球殻 N Q 図2 0,0 N M 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。 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 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 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 O' 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O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 無限基準やから である。 Cとこの電位が のものとこの電位じゃないん? [20 関西大 ] 秘解

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