（2）分母にREと書かない理由を教えて欲しいです🙏

基本例題 80 電池から供給される電力 412,413,414,415 解説動画 右の図は,起電力E,内部抵抗の直流電源に,可変抵抗器(抵抗値尺は 自由に変えられる) をつないだ回路を示している。 R (1) 可変抵抗器を流れる電流I を求めよ。 (2) 可変抵抗器に加わる電圧Vを求めよ。 (3) 全回路で消費される電力Po を E, r, R で表せ。 (4) 可変抵抗器で消費される電力P, を E, r, Rで表せ。 (5) P, の最大値を求めよ。 また, そのときのRを求めよ。 (6) Po-P1 は何を意味するか, 15字以内で説明せよ。 指針 キルヒホッフの法則Ⅱ E=RI+rI, 電圧降下 V=RI,電力 P=IV=IR などの式を用いる。 H E r P₁=I2R R 解答 (1) キルヒホッフの法則Ⅱより とき, P1は最大と なり,最大値は I E=RI+rI Ir E2 E よって I = 4r r E R+r (2) オームの法則 「V=RI」 より Po=IE R V=RI=- -E R+r (3) 電力の式 「P=IV」 より Po=IE= E2 R+r (4) 電力の式 「P=I2R」より P=12R= E 2 P.-FR=(R+TR 2 E (5) (4) 29 P.-(+)-(R) より Pi= E2 = R+r, R= EVR\2 E2 (√R+r/√R)2 (√R-r/√R)2+4r よって、R=J,すなわち,R=r の /R 別解 (4) の式をRに関する2次方程式に 変形して PR2+(2Pr-E2)R+Pir2=0 Rは実数であるから, 判別式Dは D=(2P-E2)2-4PixPre [土]=E2(E2-4Pir) ≧ 0 E2 E2 ゆえに P's EP」の最大値 4r のとき(4) より R=r (6)E=RI+rI より IE=I2R+I'r よって Po=P+fr すなわち Po-P=Ir Po-P1 は 内部抵抗で消費される電力。

この問題を教えてください。 (１) Aについては解けたのですがBの求め方がわかりません。どうしてfの向きが右向きになるのかと補足に書いてあるように垂直抗力が(m＋M)g になるのなら B: Mab＝ μmgにならないのではないんですか。

<発展例題 19 板の上を動く物体 A 図のように、なめらかで水平な床の上に, 質量 m Vo の小物体Aと質量Mの板Bを重ねて置く。 Aに水 平右向きに大きさの初速度を与えると, AはBの B 上をすべり, Bは床の上をすべり始めた。 AとBと 床 の間の動摩擦係数をμ′, 重力加速度の大きさをg とする。 また, AはつねにBの 上にあるものとする。 (1) A および B の床に対する加速度を求めよ。 ただし, 水平右向きを正とする。 (2)AがBに対して静止するまでにかかる時間を求めよ。 また,この間にAがB に対してすべった距離を求めよ。 考え方 AがBの上をすべるとき, AとBは互いに逆向きで同じ大きさの動摩擦力を及ぼしあう。 解答 (1) A, B にはたらく力は右 の図のようになる。 AがBから受 ける垂直抗力の大きさ Nは,鉛直 方向の力のつりあいから, N=mg よって、動摩擦力の大きさは, f=μ'N=μ'mg A 垂直抗力 N mg 動摩擦力f B 垂直抗力 R A,Bの床に対する加速度を αA, AB [ 補足] (1) B が床から受ける垂 直抗力の大きさ尺は, Bにはたらく鉛直方向 の力のつりあいから, R=N+Mg =(m+M)g とすると, 運動方程式は, ・A: max=-μ'mg ・B:Ma=μ'mg よって, α = -μ'g, as='mg M N. Mg JA A'g, B... ...p'mg M (2) AとBが動き始めてから時間t が経過したときの, A, B の床 に対する速度 (水平右向きを正) を VA, UB とすると, va=vo+aat=vo-μ'gt, vB=0+ast=μ'mgt M VA=UB となるとき, AはBに対して静止するので, (2)xA, B, lの関係は, 次の図のようになる。 B 時間 が経過 -XA- -XB- vo-t='met よって,t=- Mvo M μ'(m+M)g この間にAとBが床に対して移動した距離を XA, XB とすると, μ'mgt2 XA=vot+ 1/2 art² = vot-1/2 μ'gt², x₁=0×t+- 11/21ant=uot-2121gtx=0xt+1/2ant=12mat AがBに対してすべった距離は, 2M 【速度と時間の関係】 速度 'gt² 'mg ²=vot-'(m+M)g q² Vo 2M 2 tの値を 代入した 2M l=x-xB=vot- Mvo² 2μ'(m+M)g Mvo Mvo2 0 時間･･ 距離・ μ'(m+M)g' 2' (m+M)g Aの 速度 Bの 速度 AはBに 対して静止 時間 2

(c)についてです。解答解説ではV＝EdでEを求めていますが、なぜE＝vBの公式で(a)で出た速さvを使ってEを求めてはいけないんでしょうか。

485 )に適する式または数を入れよ。 ZA B ベータトロン 次の文の( 図のように、強さが軸からの距離のみで決まる磁場 を軸の正の向きにかけ, 質量m[kg], 電気量 -e[C] の電子を,xy 平面内に入射したところ, 原点を中心にし て 軌道半径R [m] で等速円運動をした。 軌道上の磁束 密度の大きさをB[T] とすると,このときの電子の速さ はv= (a) [m/s] である。 Ex R 電子 次に,円軌道を貫く磁束 [Wb] が, 微小時間⊿t [s] 間に⊿ 〔Wb] だけ増加するよ うに、磁場を増加させた。 このとき,円軌道上には大きさ(b)[V]の誘導起電力が 発生し円軌道に沿って強さ(c) [V/m〕の電場が発生する。 電子はこの電場から 大きさ(d)[N] の力を受けて加速度運動をする。 ⊿t[s] 間での電子の速さの増加 分を⊿v[m/s] とすると, ⊿v=e) [m/s] となる。 この式から、尺が一定の場合に は = 0 Wb のときの速さをv=0m/sとして, vとの間に(f)という比例関 係が成り立つ。 したがって, ØはBを用いて=(g) [Wb] と表すことができる。 これより,Bの値は円軌道の内側の平均磁束密度の(h)倍になる。

物理（2）についてです。 cos 4πt÷Tの時間平均が0になるというのはどういうことですか？なぜ0になるのでしょうか。教えて欲しいです。

WB」 である。 このとき, AB と CD は速さ 運動をしており、磁場に垂直な方向には[m/s]の速さで動いているので、 X [m/s] で 磁場の方向から見たコイルの面積が増加する。それにつれて, コイルを貫く磁束が増加 し,その変化率は [Wb/s] である。したがって,コイルには大きさ [V] カ [A]の誘導電流が の誘導起電力が生じ, の向きに流れる。 P b 本 ダイオード R 電源 300 ダイオードを含む交流回路 源に抵抗値尺の抵抗, ダイオード,スイッチSを接続した回路 図1のように,交流電 がある。 ただし, ダイオードは順方向には抵抗値 0, 逆方向に交流 は抵抗値無限大の素子としてふるまうとする。 スイッチSをa側に入れて,点Qに対する点Pの電位の時間 変化を測定したところ、 図2のようになった。 (1) 抵抗に流れる電流の最大値を求めよ。 (2) 抵抗で消費する電力の時間平均を求めよ。 次に,スイッチSを b側に入れた。 図 1 VA Vol 12T -Vo (3) 点Qに対する点Pの電位の時間変化を表すグラフをかけ。図2 (4) 抵抗で消費する電力の時間平均を求めよ。 例題 61

2番と3番の問題が分からないです。 2番はR/hではダメな理由は何ですか？ 3番の無限遠とはどういうことですか？

基本例題 40 万有引力による位置エネルギー 203,204 解説動画 地球の表面から速さで鉛直上方に物体を発射したとき、 到達する最大の 高さんを考える。地球の半径をR, 地球上での重力加速度の大きさをgとする。 (1) 万有引力による位置エネルギーを考え,vo を g, R, hで表せ。 tvo (2) hが尺に比べて十分に小さいときはどのように表されるか。 (3) voを大きくすると、物体は地球上にもどらなくなる。このとき, はいくら以上にすればよいか。 g, Rで表せ。 mv²+(-GMm)=0+(-GR 12mu=GMmGMm = R R+h R GMm(1 R ここでCM=gR2 より 1/12mv=gR2.m 指針 万有引力定数G, 地球の質量Mが問題文に与えられていないので,「GM=gR2」を用いて g, Rで表す。 (1)物体の質量をmとする。 力学的エネルギー保存則より m) (G: 万有引力定数, M:地球の質量) GMmR+h-R_GMm h R+h - R R+h よって Do R+h 2gRh = R+h R h R R+h (2)んが尺に比べて十分に小さいとき,より (3) 地球上にもどらないようにするには,んが無限遠であればよい。 2gRh 2gh Vo= = ≒√2gh R+h h 1+ R このとき, より 2gRh vo=VR+h 2gR = ≒√2gR R ・+1 h

物理 132番の(ケ)について質問です (ケ)のときコイルの誘導起電力はi1の向きと同じなので符号は正と考えたのですが回答では負でした。なぜ負になるのかを教えてください🙏

抵抗 R O スイッチS に比べて増加するか、するがす (i) コイル2の長さを軸方向に押し縮めた後に、 同じ実験をした。 (i) 鉄心を引き抜いた後に、同じ実験をした。 132. 〈コイルを含む直流回路> 〔19 大阪府大 改 からの距離 (m) うう。 導体棒中 ■における電場 反時計回りに, 電力が生じる。 印b の向 ■に電流が流れ 図1の矢印 はたらくと考え である。 [15 同志社大 〕 次の文章のアコに当てはまる数式または数値を 答えよ。 また、サに当てはまる語句を答えよ。 h c L b Ix d f R 図に示すように抵抗とコイルをつないだ回路で, スイッ チSを閉じたり開いたりしたときに回路に流れる電流を考 えよう。 電池の起電力をE. コイルの自己インダクタンス L. 2つの抵抗の抵抗値は図のようにr, Rとする。 電池 と直列につながれた抵抗値の抵抗は電池の内部抵抗と考 えてもよい。 また, 導線およびコイルの電気抵抗は無視できるものとする。 a +r ch S E スイッチSを閉じた後のある時刻にコイル, 抵抗値Rの抵抗を図の矢印の向きに流れる電 流をそれぞれ I, と書くことにする。 このとき, 抵抗値の抵抗を流れる電流はア となる。 経路 abdfgha についてキルヒホッフの法則を適用すれば、 電池の起電力と回路に 流れる電流の間にはE=イの関係が成りたつ。 一方,このときコイルを流れる電流が 微小時間 4t の間に 4 だけ変化したとすると, 経路 abcegha についてキルヒホッフの法則 を適用すればE= ウ の関係が得られる。 スイッチSが開いていて回路に電流が流れていない状態でスイッチSを閉じたとき、その 直後に回路に流れる電流は, L=エ=オとなる。したがって、スイッチSを閉 じた直後にコイルに生じる誘導起電力の大きさはE, r, R を用いてカと表される。 方, スイッチを閉じてから十分に時間が経過した後にコイルに流れる電流は、ムキ であり,このときコイルにはクだけのエネルギーが蓄えられることになる。 to D

53番です 消費電力を求める公式は他にもありますが、今回解答で使われたRI^2は相加相乗平均を使うために選ばれたのですか？？教えていただきたいです

52 42 (1) の図にお 53*起電力E, 内部抵抗の電池にRの抵抗をつなぐ。抵抗Rでの消費電力P を求めよ。 また, P を最大にするには尺をいくらにすればよいか。

(2)についてです。 解説よりコンデンサーAに着目してるので、△Q＝C1×VのC1の部分がコンデンサーAの電気容量のCだと思ってしまったのですが、なぜC1を使うのでしょうか？

必修 基礎問 71 コンデンサーのエネルギー 物理 図のように、 電気容量Cの2つのコンデンサー AとBを直列に接続し、 これに起電力 V の電池 抵 抗値尺の抵抗, およびスイッチをつないだ回路を 考える。 はじめ, スイッチは開いており, コンデン サーは帯電していない。 以下の問いに答えよ。 (1) スイッチを閉じて十分に時間が経った。 コンデ 電池, 抵抗 誘電体 比誘電率3 スイッチ コンデンサーB コンデンサーA ンサー A, B に蓄えられるエネルギーの和E を求めよ。 (2)(1)において,電池がした仕事 W を求めよ。 また、このとき抵抗で消費 されたエネルギーを求めよ。 次に,スイッチを開放し、その後, コンデンサーBに比誘電率3の誘電体 を挿入した。 (3) コンデンサーAとコンデンサーBに蓄えられるエネルギーの和 E2 を求 めよ。 (4) エネルギーE」 と E2の差は何によって生じたか, 答えよ。 (お茶の水女大) ●コンデンサーに蓄えられ

私の書いた図は間違っていると思うのですが、なぜ間違っていますか。解説と比べると力と磁束密度の図示が異なっているのですが、問題を解くと答えは一致しませんでした。

思考 記述 Si 538.磁場中の導体図のように、十分に長い2本>_S2 本の導体レールⅠとⅡを間隔Lで平行に固定し R I II 04 導体棒 水平面とのなす角が0となるように真空中に置く。 レール上端には、起電力Vの直流電源, 抵抗値尺 の抵抗器, スイッチ S, S2で構成される回路を なぐ。 レールの間には、 鉛直上向きの一様な磁場 (磁束密度B) がかかっている。質量mの導体棒 を,2本のレールに対して直角にのせる。 導体棒 は,レールと直角を保ちながらなめらかに動く。 抵抗器以外の抵抗や, 回路を流れる電 流がつくる磁場は無視し, 重力加速度の大きさを」とする。 L 水平面 (1)スイッチ S2 を開き, S, を閉じた状態では, 導体棒は静止した。 起電力Vを求めよ。 (2)導体棒が2本のレールから受ける垂直抗力の大きさを求めよ。 次に,スイッチ S」 を開いた直後にS2 を閉じると,導体棒はレールに沿って下降し、 やがて一定の速さ”となった。間 (3) 誘導起電力によって回路に流れる電流の大きさを, vを含んだ形で求めよ。 (4)導体棒の速さを求めよ。触 の 大 (5)抵抗で単位時間に生じるジュール熱を, vを含まない形で求めよ。 (6) (5) で求めたジュール熱と, 重力が導体棒にした仕事が等しいことを示せ

位相がずれてるのはわかるのですが2分のπ遅れるとなぜ−なのですか

465 交流回路 抵抗値尺の抵抗, 自己インダクタンスLのコイル, 電気容量Cの コンデンサーと角周波数の電圧 V=Vosinwt (tは時刻) の交流電源がある。 抵抗,コイル, コンデンサーそれぞれに,電圧Vを加えた。以下,R, L, C, Vo. tのうち必要なものを用いて解答せよ。 (1) 抵抗に流れる電流 (瞬時値) および電力 (平均値) を求めよ。 (2) コイルに流れる電流 (瞬時値) および電力 (平均値)を求めよ。 (3) コンデンサーに流れる電流 (瞬時値) および電力 (平均値) を求めよ。