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理科 中学生

問2の(2)を詳しく教えてください。

4 次の問いに答えなさい。 電流と磁界の関係について調べるため、 次の実験を行った。 実験1 [1] 図1のように。 検流計を接続したコイル の中にレールを通し, レールの上にN極を コイル側に向けた棒磁石を置いた。 [2] レール上の棒磁石を一定の速さで図1の 矢印の方向に動かしてコイル内部を通過さ せたところ、検流計の針が、 左側→ 0 →右 側→0の順に振れた。 このとき, 針の振れ 幅は左右どちら側でも同じであった。 [3] 棒磁石のS極をコイル側に向けて、 図1のときと同じ位置に置き, [2] のとき 棒磁石 レール ばねばかり スタンド @ 図2 より速くコイル内部を通過させ、 検流計の針の振れ方を調べた。 実験2 [1] 図2のように、 重さの無視できる糸 を使ってコイルをばねばかりにつるし, コイルの下端がU字形磁石の間を通る ようにした。 次に, コイルに電源装置, 電熱線, 電流計を接続した。 このとき 回路に電流を流す前にばねばかりの値 を調べた。 [2] 電流計が0.2Aを示すように電源装 置の電圧を設定し, このときのばねば かりの値を調べたところ, 電流を流す 前に比べて小さくなった。 [3] 電流計が0.4A, 0.6A, 0.8A, 1.0Aを示すように電源装置の電圧を大きくして いき,それぞれのときのばねばかりの値を調べたところ, ばねばかりの値が小さ くなっていった。 [4] [3] のあと,さらに電源装置の電圧を大きくしていったところ ばねばかりの 値がしだいに小さくなっていき. 電流計がある値になったときに, ばねばかり の値がちょうどONになった。 6 表は, [1]~[3] での, 電流計の値とばねばかりの値の関係をまとめたものである。 表 コイル( コイル 電流計の値 (A) 0 02 0.4 0.6 0.8 1.0 ばねばかりの値 〔N〕 0.25 0.23 0.21 0.19 10.17 0.15 電源装置 0444 D 検流計 U字形磁石 電流計 電熱線 実験1について 次の(1), (2) に答えなさい。 問1 (1) [2] で検流計の針が振れたのは,棒磁石がコイルを通過したときにコイル内部の磁界が 変化して,その変化にともなって電圧が生じる現象が起こり コイルに電流が流れたため である。このときに流れた電流を何というか、書きなさい。 (2) [3] の下線部のときの検流計の針の振れ方として最も適当なものを. アーエから選び なさい。 ア 針は左側→0→右側→0の順に振れ, このときの針の振れ幅は、左右どちら側も [2] のときより大きかった。 イ針は左側→0→右側→0の順に振れ, このときの針の振れ幅は、左右どちら側も [2] のときより小さかった。 ウ 針は右側→0→左側→0の順に振れ, このときの針の振れ幅は、左右どちら側も[2] のときより大きかった。 エ針は右側→0→左側→0の順に振れ, このときの針の振れ幅は、左右どちら側も [2] のときより小さかった。 問2 実験2について 次の(1). (2)に答えなさい。 (1) 電流計の使い方として正しいものを. アーエからすべて選びなさい。 ア 電源装置の+極側の導線を電流計の+端子に, 極側の導線を端子につなぐ。 イ 電源装置の極側の導線を電流計の端子に,一極側の導線を+端子につなぐ。 ウ回路に流れる電流の強さが予想できないときは、はじめに5Aの-端子を使う。 回路に流れる電流の強さが予想できないときは、はじめに50mAの端子を使う。 (2) 実験2でコイルに流れる電流を強くしていったとき. ばねばかりの値が小さくなって いったのは、流れる電流が強くなるほど, コイルを流れる電流が磁界から受ける力が大き くなっていき. コイルが上に動いていったためだと考えられる。 表の結果から考えると. [4] の下線部で, ばねばかりの値がちょうどONになったのは, 電流計の値が何Aに なったときか, 書きなさい。

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021 問題4 物体の運動とエネルギーについて,次のような実験を行った。 これについてあとの各問いに答えなさい。 【実験】 右の図のように台 1, 台 2, 水平面をな P 磁石 めらかに接続し、水平面の真ん中には水 平面を取り囲むようにコイルを設置した。 コイルの両端は, 水の入ったビーカーに 入れている電熱線に接続されている。 こ の状態で台1の点に小さな磁石を静かに 置くと、磁石は台1からすべりおり始め、 水平面を通過したあと, 台 2 を上昇して いった。 その後、 磁石は一瞬静止し, 今 度は台 2 をすべりおりていき、 再び水平 面を通過して台を上昇していくような往復運動をしたが、だんだんと往復の振れ幅が小さくなっていき 水平面上で静止した。このとき, 初めに台をすべりおりていくときの様子をデジタルビデオカメラで撮 影し, その映像を元に一定時間ごとの平均の速さを求めた。 また, この実験を一定回数繰り返して行っ たときのビーカーの水の温度上昇を測定した。 これらの一連の実験を, 磁石の質量を1.0kgと2.0kgの 2種類, 磁石を置く位置をP(水平面からの高さ40cm)とQ(水平面からの高さ20cm) の2種類, 繰り返 しの回数を50回と100回の2種類のそれぞれについて、 これらの条件を組み合わせて4種類の実験 (A, B, C, D) を行い, その結果を記録した。 実験結果を下の表にまとめた。 なお, 台や水平面と磁石 の間の摩擦や、磁石にはたらく空気抵抗は無視できるものとする。 また、電熱線以外の導線部分では 熱は発生せず、発生した熱はすべて水の温度上昇に使われたものとする。 さらに、 使用する磁石の磁 力の強さは質量に関係なく等しいものとし、 地球の磁気など外部の磁気の影響と磁石がコイルの中を 通過するとき以外のコイルに流れる電流が作る磁界の影響は無視できるものとする。 -9- 実験 A B C D 実験 A B C D 磁石の質 量 (kg) 1.0 2.0 1.0 2.0 磁石を置 いた位置 P P Q Q 繰り返しの 回数(回) 100 100 100 50 1台2 電熱線 140 140 140 水の温度 上昇(℃) 3.4 ピーカー 6.8 1.7 1.7 ウ.斜面からの垂直抗力 コイル R Q 水平面 平均の速さ(cm/s) 0~0.1s 0.1~0.2s 0.2~0.3s 0.3~0.4s 0.4〜0.5s 0.5~0.6s 0.6~0.7s 0.7~0.8s 0.8~0.9s 0.9~1.0s 20 60 100 140 179 219 259 280 280 280 20 60 100 179 219 259 280 280 280 20 60 100 179 198 198 198 188 188 20 60 100 179 198 198 198 188 188 台1 (1) 平均の速さはどのようにして求めるか。 最も適切なものを、次のア~エから一つ選んでその記号を書け。 ア. (移動した距離)÷(かかった時間) イ. (移動した距離)×(かかった時間) ウ.(かかった時間)÷(移動した距離) エ (かかった時間)×(移動した距離) (2) この実験で磁石が斜面をすべりおりている間に受けている力として正しいものを、次のア~エからすべて 選んで, その記号を書け。 ア. 重力 イ. 磁力 エ斜面に沿って平行な方向の速さ

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