高校物理の質問です。 (ア)〜(エ)および(カ)〜(コ)の解き方を教えてください。途中式など書いていただけると大変助かります。 一部でも構いません。

以下の文章中の(ア)~(エ)および(カ)~(コ)に適切な式を記入しなさい。(オ)には文章中の指示にしたがって適切 なグラフを描きなさい。ただし、解答にんを用いてはならない。 なお、文章中の角度の単位はラジアンである。 図1のように、x ≥0の領域において一様な磁束密度 (大きさB)の磁場がかかっている。 磁場の向きは、 図1の右図 において、紙面の手前から奥に向かう方向である。x < 0の領域には磁場はかかっていない。半径aで中心角”の扇形 コイル OHKLが磁場と垂直なx-y平面内にあり、原点を中心としてx-y平面内でなめらかに回転できる。 0 と Lは、図1の左図の端子P, Qをとおして、電気抵抗 R の抵抗器、電気容量 C のコンデンサー、およびスイッチ1, S2からなる図2の回路の端子P,Qと常につながっている。 OLは十分に短く、 KL の長さをaとみなし、扇形コイル を貫く磁束は、半径がaで中心角がこの扇形の面積を貫く磁束と考える。 導線の太さや質量および電気抵抗、扇形コイ ル以外の部分で生じる誘導起電力、自己誘導、および空気抵抗の効果は無視する。また、扇形コイルの変形は考えな い。 (1) スイッチS」を閉じ、S2を開いた状態で、点 H に外力を加えることで、扇形コイルを一定の角速度w (0)で図1 のように反時計回りに回転させた。時刻t = 0において点 H はx-y平面内の座標 (0,a)の位置にあった。微小時間経 過後に、扇形コイルを貫く磁束が減少し、端子 P に対する端子Q の電位は(ア)となった。このとき扇形コイルは、 K→Lの方向を正として=(ア)×(イ)の電流が流れ、導線 KL が磁場から受ける力の大きさは(ウ)であった。そ の後、時刻t=(エ)で、はじめて扇形コイルに流れる電流が0となった。t = 0から扇形コイルが一回転するt=2まで の時間の、K→L 方向を正とした電流の時間変化を実線で描くと(オ)となる。 扇形コイルが一回転するまでに抵抗器 で生じたジュール熱は (カ) であった。扇形コイルに加えた外力がした仕事が抵抗器で発生したジュール熱と等しい ので、時刻 (0 <t < t) において点Hに加えた外力は (キ) であることがわかる。 ただし、 外力は常に扇形コイルの円 弧の接線方向にかけるものとする。 (2) スイッチ2を閉じ、 S を開いた状態で、 点Hに外力を加えることで、 扇形コイルを一定の角速度w(0) で図1の ように反時計回りに回転させた。時刻t=0において点Hはx-y平面内の座標 (0,a)の位置にあり、このときコンデン サーには電荷が蓄えられていなかった。 微小時間経過後に扇形コイルには電流が流れ、コンデンサーは充電されはじ めた。その後、時刻t = (エ)までにコンデンサーは十分に充電され、回路を流れる電流は0となった。このときコンデ ンサーに蓄えられた電気量は(ク)であった。時刻から2tの間に、 コンデンサーは放電し蓄えられた電気量は 0 と なった。時刻から2ちの間に抵抗器で発生したジュール熱(ケ)であった。また、時刻から2tの間に回路に流 れる、時間とともに変化する電流の大きさをI とおく。このとき、コンデンサーに蓄えられている、時間とともに変化 する電気量の大きさは(コ)となる。 H B(IIの領域のみ) W PO I KT S₁ R Sa Q -OP 扇形コイルを真上から見た図 図1 図2

物理です。 解説に出てくるVcを下回ると電球が点灯しなくなるという文の意味がわかりません、なぜそうなるのでしょうか。これはどの回路でも共通のことなのですか？ 悩んでる問題は2枚目の問3で解説は3枚目の右側です。見ずらくてすみません。

また, 2つの電球はともに電圧 なるとすると 日の操作 (a) で初めて の選択 [3] ① (b) くみ上げた正電荷を極板cと極板d に分配する。 大きく 少なく 小なく 大 小 (a) 電池の起電力により正電荷を極板cにくみ上げる。 上の考察から V2=4.5V なので イは,ウは⑤ と V = 3.0Vと る。2回目の -Vを順に →1ml 電 電位 (V) 75 V<0 起電力 Eの電池,スイッチ, 2つの電球 1,2および, 電気容量がそれぞれCi, C2の 2つのコンデンサー C, C2 を用いて,図1のような回路を組みたてた。 接地点は電位の 基準点である。 この回路において次のような操作を行った。 初め,2つのコンデンサーとも放電させ電気量が0の状態にした後, (a) スイッチを端子 a の側に入れて,電球1が点灯し、やがて消えてから十分に時間 をおく。 (b) スイッチを端子 bの側に入れて、 電球2が点灯し、やがて消えてから十分に時間 をおく。 という意味をもつ。そのため,CとC2 の電気容量が等しいときには操作 (b) において電 荷が半分ずつに分配される。 すると, 電池の起電力がE = 6.0V のとき, 極板cの電位 (一) および極板dの電位 (----) は図2のように変化していく。 E=6.0 V3 4.5 V 2 コーヒ 1 6 ●装置 続いて, ピンサ が ンラ 以下,操作 (a) を行い,続けて操作(b) を行うことをくり返す。 スイッチ 端子 a_ 「端子 b 0 30.V₁₂ 6.0+45 電球1 電球2 0 極板 c 極板 d 電池 C₁ 2 0 極板c 極板d 時間 01回目の1回目の2回目の2回目の3回目の3回目の4回目の 操作 (a) 操作 (b) 操作 (a) 操作 (b) 操作 (a) 操作 (b) 操作 (a) 図2 接地 図1 問1 上の1回目の操作 (a) を行ったとき, 電球1がコンデンサー C に及ぼす影響とし て最も適当なものを,次の①~④のうちから1つ選べ。 問2 次の文章中の空欄アに入れる図として最も適当なものを、後の選択肢のうち から1つ選べ。また, 空欄 イエに入れる数字として最も適当なものを, 電球1が点灯するとき電気エネルギーを光や熱のエネルギーに変換しているので, 電球1を接続しないほうが,十分に時間が経過した後のコンデンサー C に蓄えられ る静電エネルギーは大きくなる。 ② 電流は電球1を流れることで小さくなるため, 電球1を接続しないほうが,十分 に時間が経過した後のコンデンサー C に蓄えられる電気量は大きくなる。 ③電球1の電圧降下のため、電球1が接続されているほうが, 十分に時間が経過し た後のコンデンサー C の極板間に生じる電場は弱くなる。 スイッチを入れてから十分に時間が経過するとコンデンサー C に流れこむ電流 は0となるので, 電球1が接続されているときと接続されていないときとで,十分 に時間が経過した後のコンデンサー C の極板間電位差は同じである。 作 (a) と操作 (b)はそれぞれ, の選択肢のうちから1つずつ選べ。 ただし, 同じものをくり返し選んでもよい。 2回目の操作 (a) の間のC2 の極板間の電場のようすが電気力線を用いて図3のよう に表されるとき, 3回目の操作 (a) の間のC2 の極板間の電場のようすは図アの うに表される。 ただし, ここでは電気力線の本数が電場の強さに比例するように表 てある。 図3 極板 đ 回目の操作 (b) の後,極板cと極板dの電位は等しくなっている。 これを ると、2回目の操作 (b) の後の極板cと極板dの電位V2はV2=イウ -2-

共通テスト過去問2021第1日程の問題についてです。 11番のコンデンサーに蓄えられた電気量の求め方がよく分かりません。教えて欲しいですです。

8 毎日1180S 第2問 次の文章 (A・B) を読み, 下の問い (問1~6) に答えよ。 (配点25) 本 ページの①~④のうち A 図1のように,抵抗値が10Ωと20Ωの抵抗,抵抗値 R を自由に変えられる 可変抵抗,電気容量が0.10Fのコンデンサー, スイッチおよび電圧が6.0V の 直流電源からなる回路がある。 最初, スイッチは開いており, コンデンサーは売 電されていないとする。 止していた。 にして すると10Ωまゆ20Ω まった。また、都内 0.10F わった。 20Ω R いる。ここ P. スイッチ 6.0 V 図 1 変 On 武 あ 理想 Low または La A A

スイッチを閉じたらコンデンサーに電荷が貯えられる時に、負電荷がこの絵の真ん中のように反時計回りに動くのは、電流が時計回りだからその逆というふうに、「電流を先に考えて、電子はその逆だよね」という考え方の順番で合っていますか？？お願いします🙇🏻‍♀️

◎コンデンサーの充電と放電 [充電 0っていうのは 母と母が同級 帯電してる L ① 電流とは 流れる向きが逆 電流 5 2 から V -+-+-0 C 0 D ①. e +++ C - ↑ ++++++Q C E-----Q スイッチを閉じると 自由電子が移動し 電気容量がCTF]の コンデンサーに 起電力がレ[]の電流を 極板に電荷が 接続する。 考えられていく。 十分に時間が経過すると 自由電子の移動は止み Q=cvtc]の電荷が 蓄えられる

(4) 解説のやり方は理解できたのですが、自分の解答のジュール熱の公式RI²を使って求めるのはなんでだめなんですか？ 解説をお願いします🙇‍♀️

115 内部抵抗が無視できる起電力 V の電 池E, 抵抗値がそれぞれR, 2R 3R で ある抵抗 R1, R2, R3, 電気容量がそれぞ れ C, 3C であるコンデンサー C1, C2 お よびスイッチSよりなる回路がある。 は じめスイッチSは開いた状態であり, コン S R1 R3 C1 R2 E デンサー C, C2 には電荷は蓄えられていない。 (1)Sを閉じた直後に R, を流れる電流Iはいくらか。 (2)Sを閉じて十分に時間がたった後, R, を流れる電流はいくらか。 (3)Sを閉じて十分に時間がたった後, C, に蓄えられている電荷はい くらか。 (4) 次に,Sを開く。 その直後にRを流れる電流はいくらか。 また, その後R3 で発生するジュール熱Jはいくらか。 0001

最後の問題の解き方がわかりません

内部抵抗が無視できる起電力36Vの電池と, 3 個のコンデンサー C1 (容量1μF), C2 (容量 1μF), C3 (容量2μF), およびスイッチ S1 S2 を図のよ うに接続した。 最初, スイッチは2つとも開いて おり,3個のコンデンサーすべてに電荷は蓄え られていないとする。 S₁ HH C₁ =C2/μF S2 (1) まず, S, を閉じた。 このとき C, に蓄え 36 V C3 られる電荷とC2に蓄えられる電荷は等しく,それぞれ 24F ×10-Cである。 次に S1 を開き, S2を閉じる。 このとき,C2に蓄えられていた電荷は放電され, C 3 が充電される。 十分時間がたった後, C2に蓄えられる電荷はイ×10-Cで,C3 に蓄えられる電荷はウ×10-Cとなる。 12 (3)続いて, S2を開き, S を閉じた。 十分時間がたったとき, C, に蓄えられる電荷は ×10-C C2 に蓄えられる電荷はオ ×10-Cになる。 (4)再びS を開き, S2 を閉じる。 十分時間がたったとき, C2 に蓄えられる電荷は ×10-C, C3 に蓄えられる電荷はキ×10-Cである。 (5)3 (4) 操作を無限にくり返して行ったとき, C に蓄えられる電荷は ×10-CC2 に蓄えられる電荷はケ×10-C C3 に蓄えられる電荷は コ×10-Cになる。

コンデンサーについてです。 (1)の解説のところで、流れる電流は少しずつ小さくなっていくとあるのですが、何故でしょうか。 自分のイメージでは、例えばコンデンサーには10の電気量を貯められて電池は単位時間当たり1の電気量が放出されるとした時に、流れる電流は常に1でありコンデン... 続きを読む

チェック問題 1 コンデンサーの充放電 10分 図の回路で、 (1) スイッチを aに入れコンデ ンサー Cを充電してから十 分時間が経つまでに R で発 生した全ジュール熱はいく らか。 R₁ R₂ R3 (2)その後スイッチをbに切りかえてから,十分時間が経つ までに R2, R3で発生したジュール熱J2, J3はそれぞれい くらか。 ただし, はじめの電気量は0とする。 解説 (1) 図のように,流れる電流はだんだん小さくなっていき, つ いには0に近づいていくぞ。 (前) ON! 直後 図 a 後 十分時間後 +++ +CV Ev -CV このようなとき,消費電力の公式 I2Rで全ジュール熱を求められるかな? ムリです。 電流I→I』→0と変化していくから, I'R この式を単純に使えません。 このように,電流Iが一定でないときは, 1秒あたり発生するジュー ル熱の式IR を使って直接全ジュール熱を求めることはできないね。 そ こで,〈回路の仕事とエネルギーの関係》で間接的に求めるしかないのだ。 CS CamScanner でスキ 第14章 回路の仕事とエネルギーの関係 |183

蓄電をしたものを何も線などで繋げず遠隔で放電することは出来るのでしょうか？

(1)で、答えは(a)0、(b)-Eとなっていましたが、私は逆に答えました。 なぜRに電流は流れないんですか？+から-に電流が流れてるのであれば、電池からAには電流が流れて、Bから電池には流れないと思いました、、教えてください！

251 直流回路と電位 起電力 E, 内部抵抗の電池が 図のように抵抗Rに接続されている。 (1) AB 間が開いているとき, (a)点Aの電位はいくらか。(b)点Bの電位はいくらか。 E 吉 R A (2) AB 間に抵抗xを接続するとき,(接地) (a) CD 間の電圧Vを求めよ。 (b) 抵抗 x と並列に電気容量Cのコンデンサーを接続したとき, コンデンサーの電位 の低いほうの極板に帯電する電気量Qを求めよ。 例題 51

写真の波線部について質問です。十分時間がたったらコンデンサーの電気量は変化するとのような書き方がされていますが、コンデンサーは電池がなくなっても(スイッチが切れても)電気を蓄え続けるのではないのですか？なぜ電流が流れ出し電気量に変化が起こるのか解説よろしくお願いします

(3) スイッチを開くと, C の上側の正の電気と, 2C の下側の負の電気が 引力で引かれ合って, 放電が始まる。 「スイッチを開いた 直後」なので, 「コンデ ンサーから電流は流れ 出すが、まだ時間が 縫っていないので、電 気量に変化はない｣と いうこと。 よって, 図cのように Cの電気量は CV, 2C OFF!直後 の電気量は2CVのまま同じ で,電流ﾑが放電して いる。 ⑦ : + IR + IR-V2 - :. I₁ = = = 1 2R (V1 + V2) V 6R Sp 1 2 2R (V + 1/ V) ・V 9 20 週間放電 10₁ I₁ IR Stem C ア I₁ 015 TR →h L 図 C ++++ ま +C VS 91.2 まだ 不変 V₁ -CV₁ ++++_ +2CV₂ V₁ V1 = 0 0=V - Si + US+ : ⑧ { 0=-40-1)+0+0+0 2C V₂ -2CV₂ DEUS (RE