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理科 中学生

この画像の問題を分かりやすく教えてください

6 図のように斜面と,その延長面上にパイプI ( II を平行に固定し, その間に薄い強力なゴム磁石 E b ゴム磁石 をN極を上に, S極を下にして接着する。 パイ a S プⅠ・Ⅱには、抵抗を自由に変えることができる④ 可変抵抗 R. 電流計A, スイッチSを接続する。 実験に用いるパイプはすべてアルミニウム製とし、抵抗や摩擦はないものとする。 ゴム磁石から J 磁力線が面に垂直に出入りしているものとする。 (1) 図の状態からスイッチSを入れ, パイプⅠ・Ⅱの上にパイプⅢを直角に置いたところ, パイ IIIに沿ってパイプⅢは斜面をころがり始めた。このとき, パイプⅢへの電流の流れはどう るか。次から1つ選び、記号で答えなさい。 ア図のa からbへ流れる。 イ図のbからa へ流れる。 ウ 流れない。 さす (2)図の状態から, スイッチSを切って, 水平な部分のパイプⅠ・Ⅱの上の点 c, dと接するよう 新たなパイプⅣVを直角に置いて, パイプⅢを斜面に沿ってころがすと, パイプⅣVはどのように 動するか。 次から1つ選び、記号で答えなさい。 の記 ア 右向きにころがる。 イ左向きにころがる。 ウ動かない。 I 回転してパイプⅠ・ⅡIと平行になる。

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理科 中学生

電磁誘導の原理についての質問です。 コイルにN極を近づけたとき、③のようになぜ電流が矢印の向きに流れるようになるとコイルの上端がN極になるのですか? コイルからN極を遠ざけたとき、なぜ電流がN極を近づけたときとはんたいに流れるようになるとコイルの上端がN極になるのかも教えて... 続きを読む

(2) 発展 電磁誘導の原理 (レンツの法則) 図1のような装置で、コイルに磁石を近づけたり遠ざけたりすると、 検流 計の針が振れる。このことから, コイルに電流が生じていることがわかる。 <図1> わずかな電流も測定でき、電流の流れる向きも調べられる電流計 ①コイルにN極を近づけたとき (図1) 1)磁石のN極をコイルに近づけると, コイルをつらぬく磁力線の数がふえる。 2) コイルには,それを打ち消すような向きに磁力線ができる。 3) コイルの上端がN極になるように、電流が矢印の向きに流れる。 4) そのため,検流計には−端子の方から電流が流れ込み、針は側の方 に振れる。 ②コイルからN極を遠ざけたとき (図2) 1) 磁石のN極をコイルから遠ざけると, コイルをつらぬく磁力線の数が減る。 2) コイルには,それを補おうとする向きに磁力線ができる。 3) コイルの上端がS極になるように, 電流が矢印の向きに流れる。 4) そのため, 検流計には+端子の方から電流が流れ込み, 針は+側の方 に振れる。 一端子 反発 + 端子 ・検流計 ー側(左) に針が振れる <図2> 近づける 遠ざける

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理科 中学生

(3)がなぜア、ウになるのか詳しい解説をお願いします。

次の実験について, あとの問いに答えなさい。 [愛媛県] [実験1] 図1のような回路をつくり, 棒磁 図1 3.0V 0.2A 30 図2 割りばし 石のN極をコイルQに上から近づけていく ⑤ 棒磁石 導線K -導線L ふ と、検流計の針が振れた。 針 棒磁石 コイルR [実験2] 図2のような回路をつくり 棒磁 E 石のN極をコイルQに上から近づけていく 石のN極をコイルQ に上から近づけていく コイルQ SZ と, コイルRはaの向きに動いた。 検流計 (1) 実験1のように, コイルの中の磁界が変化することによっ < て流れる電流は何と呼ばれるか。 その名称を書け。 (2)表現力 磁界の様子を磁力線で描いた図において,磁界の図3 かんかく コイルQ a U字形磁石 (コイルQの面は, 水平である。 ) C D K L E K F L 強弱は,磁力線の間隔により、 それぞれどのように表されて いるか。 「広く」「せまく」の二つの言葉を用いて,簡単に書け。 (3)図2の装置で、次のア~エの操作を行うと,それぞれ, コ イルRは a, b いずれかの向きに動いた。 次のア~エのうち, コイルRがbの向きに動くものをすべて選び、記号で答えよ。 ア U字形磁石は図2の状態のままで, 図3のCのように, 棒磁石のN極をコイルQから上向きに遠ざける。 →1つかわる イ U字形磁石を図4の状態に変え、図3のDのように, 棒磁石のS極をコイ 図4 →2つかわる ルQに上から近づける。 PS SN K ・K K L ウ U字形磁石は図2の状態のままで, 図3のEのように, 棒磁石のN極をコ イルQに下から近づける。 → I U字形磁石を図4の状態に変え, 図3のFのように, 棒磁石のS極をコイ -> ルQから下向きに遠ざける。 a

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物理 高校生

(2)でなぜBが高電位になるのか分かりません 回転すると右向きの磁束が増えるからそれを妨げるために、AからBの向きに電流が流れるのでAが高電位になるんじゃないんですか?

f B セント 135 〈交流の発生> 113 (2) 辺abは磁場を横切る体なので、 誘導起電力の式 「V=Blo」 を用いる。 (3)(pq間に発生する誘導起電力) (コイルの各辺に生じる誘導起電力の和) 標準問題 (5) コイルに生じる誘導起電力の大きさは、ファラデーの電磁誘導の法則 「V=-N4 at」を用いる。 A 135.〈交流の発生> 図1のような辺の長さが1の正方形 abedからなる1回 巻きのコイルを,磁束密度Bの均一な磁場の中に置き、 磁 力線に垂直な軸のまわりに,一定の角速度で図の矢印の 向きに回す。 コイルの両端はそれぞれリング状の電極p と qを通して,常に抵抗Rとつながっている。 このとき、コ イルは回転するが, リング状の電極と抵抗は静止したまま である。図2(a) と (b)は回転軸にそって見たコイルと磁力線 (a) = 0 である。図2のように,コイルの面と磁場の角度は,時 N S P 9 R- 図 1 B (b) t=to N S N S 刻 t=0 のとき 0=0, 時刻t=to のとき 0<B<1であ R cd ab 8 図2 った。次の問いに答えよ。 [A]各辺に生じる誘導起電力を考えることで, pq 間に発生する誘導起電力を考える。答 えには1,B,w, tのうちから必要なものを用いよ。 〇 (1) 辺 ab 部分の速さを表せ。 (2)時刻における辺 ab 部分に生じる誘導起電力の大きさを表せ。 (3) 時刻 t における各辺に生じる誘導起電力を足し合わせることで, pq間に発生する誘導 起電力 Vの大きさを表せ。 〔B〕 ファラデーの電磁誘導の法則を考えることで, pq 間に発生する誘導起電力を考える。 答えには l, B, w, tのうちから必要なものを用いよ。 (4) 時刻 t におけるコイルを貫く磁束を表せ。 (5) 時刻 t におけるコイルに生じる誘導起電力 Vの大きさを表せ。 ただし、必要であれば, 次式を利用してよい。 Asin wt =wcoswt, 4t ⊿coswt =-wsin wt At [C] 抵抗に流れる電流I と消費電力Pを考える。 p から抵抗を通って q に流れる電流の向 きを正とする。 記 (6) 時刻 t = to における辺 ab に流れる電流Iの向きを図1に矢印で示せ。 また電流Iに よってコイルが磁場からどのような向きの力を受けるか説明せよ。 (7) 消費電力の最大値 Pmax を1, B, w, R のうちから必要なものを用いて表せ。 また, P と wtの関係を 0≦wt2 の範囲でグラフに図示せよ。 [23 徳島大〕 (8)電流が磁場から受ける力 「FIBL」の向きは、フレミングの左手の法則より判断する。 2 (7)消費電力Pは, 「PIV=PR=」から適当な形の式を用いる。 〔A〕 (1) 辺abの速さひab は, コイルの回転半径が であるので,速さと角 2 速度の関係式 「v=rw」 より Vab 51=- (2) 時刻において,辺ab は水平から角度 wt 回転しているので 辺ab の磁 場に垂直な方向の速度成分 Vabi は図a より 上向きを正として Vabi = Dab COSWt=coswt と表される。 辺ab に生じる誘導起電力の大きさ | Vab|は, 「V=Bl」 より |Vab|=|Blvabi|=| 11=B1.12 cost=/12/Blacoswt| このとき,swt< ならば誘導起電力の向きはレンツの法則A より bが高電位となる向き ※Bである。 (3) 磁場を垂直に横切る辺は辺abと辺cdであり, これらの辺にのみ誘導起 電力が生じる。 辺cdについても 時刻に生じる誘導起電力の大きさを |Veal として求めると, 辺ab についての(1),(2)と同様になり <<-*A によっ くる磁 れた磁 B 公式カ 状 |V|=|Blucas|=|Bl-cos wt|=Bl³w|cos wt| 誘導書 Out < ならば誘導起電力の向きはレンツの法則よりdが高電位とな る向きである。 求め V=|Van|+|Vcal=12Blwlcoset|+1/2 よって Vab と Veaの誘導起電力の向きは同じ方向であるので, pq間に発 生する誘導起電力の大きさ Vは Blwcoswt|=Bl°ω\coswt| 〔B〕 (4) コイルの面積をSとする。 時刻において, コイルは水平から角 ・度回転しているので、 磁場に対して直角方向に射影したコイルの面積 Sは図bより S=S|sint|=|sinet| このとき、コイルを貫く磁束は、磁束の式 「Ø=BS」より, 0<wt<πで のコイルの向きに対してコイルを貫く磁束を正とすると =BS = Blsinat (5)(4)においてコイルに生じる誘導起電力 Vの大きさ|Vは,ファラデーの 電磁誘導の法則 「V=-N2」より 4t |V|=|-1×40 |=|_ A(BIªsinwt)|=|- BF²-- =l-Bl2wcoswtl=Blw\coswt|C Asin wt At ---

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