学年

質問の種類

物理 高校生

無限遠基準で電位考えて、金属内部は電位等しいからc点での電位がbでの電位になると考えたんですけどこたえはbでした。なぜですか?

必解 86 105.〈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, b, x,Q 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 M Q 図 1 -a- なぜここ電場ない 金属球殻N 図2 0,0 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a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。 x≧a 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,'=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= である。 [20 関西大〕 無限遠基準やから 1Cのとこの電位が nbのとこの電位じゃないん?

解決済み 回答数: 1
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

回答募集中 回答数: 0
理科 中学生

(2)の解説をお願いしたいです。

7. 次の文章を読んで、あとの問いに答えよ。 炭素の同位体には、中性子6個 (炭素12, 12C), 中性子7個(炭素13, 13C), 中性子8個 (炭素14, '4C) のものがあ ある。このうち、炭素14は原子核が不安定なため、 約5700年で半分の炭素14原子が窒素原子に変化する。 炭素14原子 は大気の高層ででき、 できる速さと窒素原子に変化する速さがつり合うため、大気に一定の割合で含まれる。 植物は大 気中の二酸化炭素で体をつくるため、体内に一定の割合で炭素14を含む。 植物が死ぬと二酸化炭素のとりこみが止ま り、炭素14原子が窒素原子に変化する。 そのため、木材が含む炭素14原子の割合から、木を伐採した年代がわかる。 (1) 同位体に関する記述として誤りを含むものをア~エの中から1つ選び記号で答えよ。 ア 互いに同位体である原子は、質量数が異なる。 イ 互いに同位体である原子は、 電子数が異なる。 ウ互いに同位体である原子は、同じ元素記号で表される。 I 地球上の物質中には、放射性同位体を含むものがある。 (2) 地層中から発見されたある木片中の炭素14 (14C) の割合が、 大気中の1/8になっていた。 この木片の木が枯れ たのは約何年前か。

解決済み 回答数: 1
物理 高校生

物理 (2)(ウ)についてです。 なぜ電場からの静電気力はーeEではなくeEなのでしょうか。

6 オームの法則と抵抗率■ 次の文中の せよ。 断面積 S[m²],長さl [m] の金属導体中の自由電子の運動モデルより,導体の電気抵 抗について考えよう。 電子が金属中を一定の速さ [m/s] で動き,電流I [A] が流れているとする。この 金属の単位体積中の自由電子の数をn [1/m²〕,電子の電気量を -e [C]として、電 流I[A] を表すと, I ア となる。 イ〔V/m]の電場が生じる。 (2)金属の両端に電圧 V [V]を加えると,金属導体内部にレイ [V/m] の電場が生じる。 金属内の自由電子はこの電場から力を受けながら移動するが, 熱振動している金属 の陽イオンと衝突してその運動を妨げられる。 つまり, 陽イオンは電子の流れに 抗力を及ぼす。この抵抗力の大きさは電子の流れの速さに比例すると仮定し、 [N] で表す (k は比例定数)。 電子は電場から受ける力と抵抗力がつりあって等速 線運動しているとすると,vであり、(ア),(ウ)よりI=土が得られる。 (3)(2)で得られた電流I[A]と電圧 V [V]の関係式より,金属の電気抵抗 R [Ω] および 抵抗率p[Ω・m] は,それぞれ R=オおよびρ=カで表される。 は,それぞれR=オ (4) 金属の温度 T [°C] における抵抗率 [m] は, 0℃における抵抗率を po [Ω・m]. 温度係数をα[1/K] とすると,=ox(キで表される。 考察した金属導体に電圧 V [V] を加えて電流I [A] が流れるとき, t[s] 間 に発生するジュール熱はク [J] で与えられる。 これは, 自由電子の運動モデル より説明できる。すなわち, 導体中の1個の自由電子には負極側から正極側へ静電 気力 がはたらき, t[s]間でその力の向きにコ [m]だけ移動するの [N] で,この電子は(ケ)×(コ)の大きさの仕事をされる。 導体中の自由電子の総数は サだから,ジュール熱 Q [J] は全自由電子がされる仕事の大きさとして Q=(ケ)×(コ)×(サ)となり, t[s] 間に発生するジュール熱ク [J]に等しい。

解決済み 回答数: 1
生物 高校生

問3(2)で、なんで原尿の量を500mgという数字の方を使うのですか?原尿500mg/125mlと、尿400mg/100mlを比べてmlがずれているのはいいのですか? 最後のノートの解釈ではダメなのでしょうか?(字汚くてすみません)

問 問2 (2) 3. ヘル 14. 粘膜 歌な こい 皮 って -免 の障 チや な TeeReg 思考 計算やや難 72. 腎臓の働き 次の文章を読み、下の各問いに答えよ。 原尿中/ ヒトの腎臓は,左右1対あり 1個当たり約100万個の(ア)と呼ばれる尿を生成する 構造がある。( ア )は,腎小体と細尿管からなる。腎小体では,糸球体からボーマンの うへ,血液の一部がろ過され原尿となる。原尿中には有用成分も多く含まれており、原尿 が細尿管や集合管を流れる過程で,さまざまなものが再吸収された後,残りが尿となる。 集合管での水の再吸収量は,(イ)から分泌されるホルモンであるバソプレシンによっ て,細尿管でのナトリウムイオンの再吸収量は,(ウ)から分泌される鉱質コルチコイ ドによって促進される。 図 1はある健康な人の測定値 から求められた血しょう中 のグルコース濃度と原尿中 のグルコース濃度の関係を 示したものであり、図2は 同じ人の血しょう中のグル コース濃度と1分間当たり に生成される原尿や尿に含 まれるグルコース量の関係 を示したものである。 (mg/100mL) 原尿中のグルコース濃度 500 400 300 200 100 0. 0 100 200 300 400 500 血しょう中のグルコース濃度 SA(mg/100mL) 図1 (mg/分) 原尿中・尿中のグルコース量 原 600- 1500 400 300 尿中 200 A 100 0 体 0 100 200 300 400 500 血しょう中のグルコース濃度 (mg/100mL) 粉 う は 問1. 文章中の空欄 (ア)~(ウ)に入る適切な語を答えよ。 問2. 下線部の過程でろ過されないものとして適当なものはどれか。 次の①~⑤のなかか すべて選べ。 ① カリウムイオン ② アミノ酸 ③ タンパク質 ④ 尿素 問3.図1,2について,次の問いに答えよ。 (1)この人の体内で1分間にろ過されて生じる原尿量(mL) はいくらか。 ⑤ 血小板 (2) 血しょう中のグルコース濃度が400mg/100mL のとき, 1分間に再吸収したグルコ ース量 (mg) はいくらか。 008 問4.図1,2に関する記述として適当でないものはどれか。 次の①~④のなかから1つ 選べ ① 血しょう中のグルコース濃度が150mg/100mLのとき, グルコースの再吸収率は 100%である。 (2) 図1,2の範囲において,血しょう中と原尿中のグルコース濃度は等しい。 (3) 血しょう中のグルコース濃度が200mg/100mLから400mg/100mL に上昇してい くと、グルコースの再吸収量は徐々に低下していく。 ④4 血しょう中のグルコース濃度の上昇とともに,再吸収されるグルコース量も徐々に 増加していくが,400mg/100mL以上では再吸収されるグルコース量は一定である。 ヒント 23. 玉川大改題) 問3 (1) 1分間に原尿中に出ているグルコース量 (mg) を得るために必要な原尿の量(mL) を考える。 78 2編 ヒトのからだの調節

解決済み 回答数: 1