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理科 中学生

解説お願いします🙏

5.Aさんは、電流が磁界から受ける力について調べるために、次のような実験を行っ た。 これらの実験とその結果について、あとの問いに答えなさい。 ただし、電子てん びんの測定の機能は磁界の影響を受けないものとする。 [実験 1 ] 図1 図1のように、直流電源 スイッチ、 抵抗器 電 流計、コイルをつなぎ、 コイルを電子てんびんの上 にのせ、コイルの真上にN極を下にした磁石を固定 した。 回路に流れる電流の大きさを変えながら、電 コイルー 子てんびんの示す値を調べた。 表は、 その結果をま 直流電源 磁石 スイッチ とめたものである。 電子! 抵抗器 てんびん 〈電流計 表 f 電流の大きさ [mA] 0 50 100 150 200 電子てんびんの示す値 [g] 10.80 11.64 12.48 13.32 14.16 [実験2] 図2のように、プラスチック製のコップの底にはりつけたコイルを交流電源につない で交流を流し、磁石を近づけたところ、コイルを流れる電流が磁石のつくる磁界からカ を受けてコイルが振動し、その振動がコップに伝わって音が出た。 このとき、 交流電源 にオシロスコープをつないで表示した交流の波形と、コップから出た音を図2のように マイクロホンで拾ってオシロスコープで表示した音の波形はそれぞれ、図3、図4のよ うになった。 図2 プラスチック製 のコップ コイル 電圧 マイクロホン 交流電源へ 磁石 振幅 時間 一 時間 図3 交流の波形 図4 音の波形

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物理 高校生

・物理 電磁誘導 2枚目に薄く四角で囲ったところの式の元となる公式とこの式が示していることを教えて欲しいです よろしくお願いします🙇‍♀️

1入 以下の文章中の □に適切な数または式を記入せよ。 図のように、導体でできた2本のレールが,同一水平面上に距離d隔てて平行に置か れている。このレール上を質量mの導体棒がレールと直交したまま摩擦なしで動く。 これらは磁束密度の方向が鉛直下向きで大きさがBの一様な磁場 (磁界) 中に置かれて いる。2本のレールの左端には,電気容量Cのコンデンサーが導線で接続されており、 その極板をP1, P2とする。 レールと平行で図の矢印の方向をx方向とする。 最初、コ ンデンサーに電荷はなく,導体棒は図中の破線の位置に静止していた。 時刻t=0以 後,導体棒にx方向を向いた大きさ一定の外力Fが加えられ,導体棒は動き始めた。 ただし,レール,導体棒, 導線, およびそれらの接触点の電気抵抗は無視できるものと し、回路を流れる電流により生じる磁束密度も無視できるものとする。 I m P1 F B C d B レール P2 IC (1) 時刻t(t > 0) で導体棒の速さがぃのとき, 誘導起電力によりコンデンサーの極板間 に電位差 (ア)が生じ, 極板P」には電荷Q (イ)が蓄えられる。 (2) このとき, 極板P」に電流が流れ込んでいる。 この電流Iが導体棒にも流れてい ることを考慮すると,導体棒のx方向の加速度をαとして,その運動方程式はma= (ウ)と表される。 (3) 4tを微小時間とすると, 時刻tからt+4tの間に極板P の電荷は, Qから Q + 4Q に変 化する。電荷の変化分 4Qは,電流Iを用いて4Q=(エ)と表される。また,この 4tの間に導体棒の速さがひから+ Av に変化したとすると, 4Q と Avの間には(イ)と同 Av (オ) At 様の関係が成り立つ。 これより、 導体棒の加速度は電流I を用いて α = と表すことができる。 この結果と運動方程式を用いてIを消去し加速度を求めると α= (カ) となる。このことから, 導体棒は等加速度運動をすることがわかる。 (4) 導体棒が初めの位置Oから距離Lだけ進む間に外力Fのした仕事は(キ ある。また,距離L進んだ後の極板P, の電荷gは、(イ)を考慮すると,Lと加速度 を用いてg=クと表される。この時にコンデンサーに蓄えられている静電 エネルギーは,gを用いて(ケ) ]と表される。 したがって,外力のした仕事 (キ) で (コ)と表される。 8 のうち静電エネルギー(ケ)として蓄えられる割合は, m, C, B, dを用いて モ ←

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