問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X Y が間隔で平行に置かれている。2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が9となるように傾斜している。 水平 部分の左端には,抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池Eが接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをg として,以下の問に答えよ。 R P [CL] Yt P' R, m B レール Y レール X 図 1 0 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度v を与えたところ,やがて PP'はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 -37- 0 問金属棒PP' の速さがひとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P'′ か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, L, B, ” を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗Rと金属棒PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け｡ R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBl=2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, a, I, l, B を用いて表せ。 ma = -IBl (4) 加速度αを, m, R, l, B, v を用いて表せ。 VBl VB²l² a = - VBR XBlx m [= 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に, 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 mo² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒 PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり, その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ。 = 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒 PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒 PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを W, P, m, g, 0 を用いて表せ。 -38-

問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X, Y が間隔で平行に置かれている。 2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が0となるように傾斜している。 水平 部分の左端には, 抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池E が接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値 R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒 PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒 PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをgとして、以下の問に答えよ。 a R b E E [OR] とも P P' R, m B レール Y CH レール X 図1 2 01 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度vo を与えたところ,やがて PP' はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 2m1 問1 金属棒PP' の速さがとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P' か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, 4, B, v を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗 R と金属棒 PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け。 R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBL = 2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, m, a, Ⅰ l, B を用いて表せ。 ma = - IB l (4) 加速度αを, m, R, L, B, を用いて表せ。 _VBl VB22 a=-VBLXBlxmm 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に、 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 2 /mao² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり,その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ｡ F 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを、 W, P, m, g, 0を用いて表せ。 - 38-

問5でなぜ速さが一定となるのでしようか。起電力と誘導起電力が等しくなったのちも、どうせ導体棒には下向きの重力が働いて下向きの加速度が存在すると思うのですが、、

全統模試】 数αは0 Jo 1+x² す定数とす C2:y 有してい 第1回転 全統検 全統 2020 3 (配点33点) 図1のように、鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レールXYが開隔で平行に置かれている。2本のレールの左側は水平で1. 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が0となるように傾斜している。水平 (1 部分の左端には、抵抗値R の抵抗R. 切り替えスイッチ S. 起電力の電池Eが接続 されている。 レール関には、長さん抵抗値 R. 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま。 レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒PP 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをgとして, 以下の問に答えよ。 RIIT レール Y 111 R, m レールX 図1 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 を与えたところ、 やがてPP'はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 問1 金属棒PP' の速さがとなったときを考える。 このとき、 金属棒PP' をP'か Pの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, B, を用いて表せ。 (2) 抵抗 R と金属棒PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け。 R, I L, B, を用いて表せ。 (3) 金属棒PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにaとし a LLBを用いて表せ。 (4) 加速度αを, m, R, LB, を用いて表せ。 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に、 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり、その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ。 問4 傾斜部分を運動し、金属棒PP' の速さがとなったとき､ PP' の加速度を求めよ。 ただし、加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 5 やがて金属棒 PP は傾斜部分で一定の速さとなる。 このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と金属棒PPでの消費電力の和をPとする。 一定となった速さを、 W, P.m, g, eを用いて表せ。 usina ひひ V=UBX 30 IBR 運動方程式 ・3 →ひ 5, -B 運動方程式 usont (2) ZRI=ひBℓ (3) ma=-IBR (4) 3 問2.RとPで発生したジュール熱の和は1/21m² どちらも抵抗値が同じなのでRでのジュール熱は Q = = = =^ mus ² = = myst 3, BO aBl →F md = ミラデ+I'Bl TB 一定の速さ⇒ al=0. E Bl a=- DATE IBT ucose [Bl coso UB²³1² 2m² 導体棒の速さがひとなった時 ザックの法則 E-UBX= ZRI! 4 3 E ・千 mgy PPに流れる電流ⅠはRRI=E-UBWSO Ⅰ = (E-uplus) Bl 2R 4 a's (E-VB) Bl 2m ma= mgsing + IB co so a= gsind t 15ftinec w+msing xひたエレン ==ma². (E-valcoso) By coso 2 91= Wil cost ネルギー保存 (Wingsing. u = (P) P-W mgsing 2 辞ックのし 仕

教えて欲しいです🥺🥺

8.9℃の水 180g に、 10℃の水 12g を加えて十分にかき混ぜたところ、温度はt [℃] になっ た。 水の比熱は4.2J/(gK)として､ 外部との熱のやり取りはないものとする。 ① 90℃の水が失った熱量を式で表しなさい｡ ( ② 10℃の水が得た熱量を式で表しなさい。 ( ) ③ 熱量の保存の式を書きなさい｡ ( ④ かき混ぜた後の水の温度 [℃] を求めなさい。 ( °C) 9.20℃の水1ℓ (1000g) を沸騰させたい。そのためには、400℃に熱した石を何g入れたら よいか。 ただし、 石の比熱を 0.90J/(gK) 水の比熱を4.2J/(g・K)とし、 外部との熱の やり取りはないものとする。 ( g) 10. 消費電力が 900Wの電熱ヒーターを, 100Vのコンセントにつなぐときに流れる電流は何 Aか。( A) ++ 2454 RE

(2)の②、③がよく分かりません。 ②の答えは２ｗです。 ③の答えは5400Jです。

5 りかさんは、抵抗の大きさが異なる2つの電熱線A, B を使って<実験1>~<実験3> を行った。 (1) 表1は〈実験1> の結果を表したものである。 ① 電熱線Aに加えた電圧と流れる電流の関係をグラ フに表しなさい。 表 1 電圧(V) 電熱線A (A) 電熱線B (A) (3) 0 0 0 電化製品 1.0 消費電力 0.50 0.25 0.50 20.75 <実験2> 電熱線Aと電熱線Bを図2のように直列につなぎ, それぞれ100gの水が入っ図 2 た発泡ポリスチレンのコッ プに入れる。 その後, 電源を6V に 設定し, 5分間電圧を加 えた。 2.0 3.0 4.0 0.96 1.50 2.04 1.00 ② 電熱線Aに10Vの電圧をかけたときに流れる電流の大きさは何Aか, グラフから求めなさい。 ア ていこう 電熱線Bの抵抗は何Ωか, 求めなさい。 (2) の変化を確認した。 <実験1 > で使用した電熱線Aと電熱線Bを〈実験2〉や〈実験3> のようなつなぎ方にして電圧を加え, 水の温度 電源装置 電熱線 A 電熱線 B 電気ポット ( 湯沸かし中 ) 1200W Bree イ <実験1> 電熱線Aと電熱線Bに それぞれ一定の電圧を加え、 電流の大きさを調べた。 電熱線 B 電子レンジ 600W 図1 電源装置 1 <実験2>の図2を回路図で表しなさい。 ただし, 電熱線の電気用図記号は右図 を用いて, 発泡ポリスチレンのコップや水は作図しない。 (2) <実験2>の図2において, 発泡ポリスチレンのコップアの電熱線の電力は何W か, 求めなさい。 ③3③ 図2と図3の発泡ポリスチレンのコップア~エで,5分後に水の温度がもっとも上昇するのは,どのコップ か。 ア~エの中から1つ選び, 記号を書きなさい｡ また, その電熱線に5分間電流を流したときに発生する熱 量は何Jか, 求めなさい。 (3) りかさんの家庭では, 台所で電気ポットと電子レンジを同じ電源タップ(上限15A) につないで利用していた。 電気ポットでお湯を沸かしている最中に,りかさんが電子レンジを使用しようとしたところ, 家族に 「危険だか ら」と止められた。 同時に使用すると何が危険なのか。 表2を参考にして書きなさい。 なお, 家庭用のコンセン トの電圧は100V とする。 表2 電熱線 A 電圧計 1882 電流計 <実験3> 電熱線Aと電熱線Bを図3のように並列につなぎ, それぞれ100gの水が入っ 図3 電源装置 た発泡ポリスチレンのコッ プに入れる。 その後, 電源を6V に 設定し, 5分間電圧を加 えた。 電熱線 A 電熱線 B ていこう 抵抗(電熱線) 電源タップの 上限は 15A

解き方を教えてくれると助かります！！お願いします、！🙇‍♀️😭😭

6 電気代について ( )に当てはまる言葉を< >から選んで答えなさい (1KWh=43円とする ※東北電力HPより) (1) 電気代が高い (消費電力が高い) 家電の共通点は電気エネルギーを ( 28 ) エネルギーに変換してい るものである。 ※記述で答えなさい 消費電力の高い製品の例) ドライヤー>TV トースター> 3DS 電子レンジ > 扇風機 (2) 1000Wの電気ケトルを30分使ったときの電気代は ( 29 ) 円である。 <①21.5 ②43 ③50 ④64.5 ⑤75 ⑥86> (3) 2000WのIHクッキングヒーターと 1000Wのドライヤーと 200Wのミキサーをそれぞれ2時間使った ときの電気代は ( 30 ) 円である。 <①86 ②120.5 ③137.6 ④220.3 ⑤ 275.2 ⑥344> 290

(1)で電流がE→C1→R2→C2→Eの向きで流れるのは何故ですか？

94 15 直流回路 必解 115. <コンデンサーを含む直流回路> 抵抗 R1, R2, R3, コンデンサー C1.C2, スイッチ S1, S2 および 電池Eからなる回路がある。 R1, R2, R3 の抵抗値はそれぞれ2Ω, 4Ω 6Ωであり, C1, C2 の電気容量はともに4μF, E は起電力が 12V で内部抵抗が無視できる電池である。 最初 S は開いており S2 は閉じている。 (1) S1 を閉じた瞬間に R2 を流れる電流はいくらか。 (2) S1 を閉じて十分時間がたったとき R2 を流れる電流はいくらか。 (3) (2) のとき, C に蓄えられた電荷はいくらか。 (4) 次に, S と S2 を同時に開き, 十分時間がたった。 そのとき C に加わる電圧はいくらか｡ (5) (4) のとき, R1 で発生する熱量はいくらか｡ [東京電機大改] C1 S2 R3 S1 R₁ R₂ 必解 116. <電球とダイオードを含む直流回路〉 図1のように,電球, ダイオード, 抵抗値 20Ωの抵抗, および電圧 値を設定できる直流電源からなる回路を考える。 電球は図2のような 電流電圧特性をもつ。 ダイオードは図3で示すように,電圧 1.0V 未 満では電流 0A, 1.0V以上では電流 [A] = 0.20×(電圧 〔V〕 -1.0)の 電流電圧特性をもつ。 次の問いに答えよ。 (1) 電球の電流電圧特性に着目する。 電球の抵抗値は一定ではなく, 電圧や電流の値によっ 抵抗 20Ω 本 て異なる。 電球の抵抗値が26Ωになるときの, 電球に加わる電圧を有効数字2桁で求め よ。 S ダイオード 図1 電球 電源

（6）の問題の答えと解説をお願いします🙇‍♂️ 3つの電球は、100W、60W、40Wです

(6) 3つの電球を直列につないで電源の電圧を100V にしたとき, 明るさはどうなるか。 明るいも のから順に並べなさい。 [ 100W60W 40m ] (7) 3つの電球を直列につないで電源の電圧を100V にしたとき, 並列につないだときと比べて 電球全体の消費電力はどうなるか。 Sfeclame] 大きく 父なる

問2の(2)がわかりません（ ; ; ） 解説みてもよくわかりませんでした。 やり方教えていただけると嬉しいですm(__)m （二枚目は答えです）

5 電力と発熱に関する, 次の実験を行った。 これらをもとに,以下の各問に答えなさい。 ただし、 電熱線から発生した熱はすべて水の温度上昇に使われるものとする。 図1 [実験Ⅰ] 室温が17.0℃の室内で, 水を入れ た発泡ポリスチレンのコップを用意し、 6V-3Wの電熱線Aを水中に沈めた。 これを用いて図1のような装置をつく り水の温度を測定した。 次に,電源 装置の電圧を 6.0Vにして電熱線Aに 電流を流し,1分ごとに5分間の水の 温度を測定した。 表は, その結果をま とめたものである。 温度計 時間 [分] 0 1 2 3 4 5 水の温度 [℃] 17.0 17.4 17.8 18.2 18.6 19.0 電源装置 [000000] スイッチ 発泡ポリスチレンのコップ 電熱線A [000000 電圧計 [実験ⅡI] 実験Iの電熱線Aを, 6V-6Wの電熱線B, 6V-24Wの電熱線Cにかえ,それ以外 の条件はすべて実験I と同じにしてそれぞれの電熱線に電流を流し, 1分ごとに5分間の 水の温度を測定した。 [0000] 問1 実験Ⅰ について,次の(1), (2) に答えなさい。 (1) このとき,正確な実験結果を得るために, ある操作を行った。 その操作とは何か,次のア ~ウから最も適切なものを1つ選び, その符号を書きなさい。 また, その操作を行った理由 を書きなさい。 ア 電熱線Aに電流を流す前に, コップの中に沸騰石を入れておいた。 イ 電熱線Aに電流を流している間, コップの水をガラス棒でときどきかき混ぜた。 ウ 電熱線Aに電流を流した後, すぐに電熱線Aを水から引き上げた。 (2) 電熱線Aの抵抗の大きさは何Ωか, 求めなさい。 問2 実験ⅡIについて,次の(1), (2) に答えなさい。 (1) 電熱線Bに5分間電流を流したときに発生した熱量の大きさは何Jか, 求めなさい。 (2) 電熱線Bを沈めたコップでは, 5分後の水の温度は21.0℃になっていた。 このことから, 電熱線Cを沈めたコップの, 5分後の水の温度は何℃であったと考えられるか。 また, そう 判断した理由を, 「消費電力｣, 「水の上昇温度｣という2つの語句を用いて書きなさい。 図2 問3図2のW~Zの回路について, 次の(1), (2)に答えな W さい。 (1) 図2のYとZの回路ように, 1本の道筋でつな がっている回路を何というか, 書きなさい。 (2) 図2のW~Zの回路で, 電源装置の電圧を同じに して5分間電流を流したとき, 電熱線Aを沈めた水 の上昇温度が最も小さくなる回路はどれか, 適切な ものを1つ選び、 その符号を書きなさい。 なお, 電 熱線とそのつなぎ方以外の条件は, 実験Ⅰ, ⅡI とす べて同じであるものとする。 X 08080 電流計 xzk 電熱線A 電熱線 B 電熱線A 電熱線C Y Z RAPAKIN 水 Le zk 電熱線A 電熱線B 電熱線A 電熱線C

問6について E2に流れる電流を調べるときに、E1の電流は影響しないのですか？

3 (配点 34点) 図1のように, 内部抵抗が無視でき起電力がともにEの電池E1, E2, 抵抗値がそれ ぞれR, R, 2R の抵抗 R1, R2, R3, 電気容量がそれぞれ C, 2C, Cのコンデンサー C1, C2, C3, およびスイッチ So, 切り替えスイッチSを用いて回路をつくる。 はじめ、各 コンデンサーに電荷は蓄えられておらず, スイッチ S は閉じており, 切り替えスイッ チSはどこにも接続していない。 E₁(E) So R₁(RR R2(R) 12R R3(2R) a 図 1 8(c) C2(2C) 問1 はじめの状態で電池E」 を流れる電流はいくらか。 問2 はじめの状態で抵抗 R での消費電力はいくらか。 はじめの状態から切り替えスイッチ Sを端子aに接続する。 C3 (C) E2(E) 問3 切り替えスイッチSを端子 a に接続した直後に抵抗 R に流れる電流はいくら か。 問4 € 問