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理科 中学生

問1と問3を教えていただきたいです。

1 プラネタリウムは天体の見かけの動きを再現する機械である。 恒星を投影する簡単な仕組みは、星座の恒星の位置に対応して球の 表面に穴を開け、球の中心にある豆電球の光でドームの内側に恒星を映すものである(図1)。 以下の問いに答えよ。 った 図 1 図2 球 ベアリング( 「豆電球 回転軸 ドーム 問1 図2は最も簡単なプラネタリウムで、ある土地での恒星の日周運動を再現するものである。 神戸で使用するものは、回転軸と水 平な台のなす角度 Xを何度にすればよいか。 次のア~カから選べ。 ア. 約23度 オ約67度 イ. 約35度 約45度 エ. 約55度 力 90度 問2 図3は世界各地での恒星の日周運動を再現するもので、全天の恒星が映せるように,球が2つに分けられ、2つの豆電球を使用 している。回転軸は2つあり, Aを軸とする回転で日周運動を再現し, Bを軸とする回転で土地の緯度にあわせて固定する。 図3 図 4 回転軸 A 回転軸 を軸とする B 回転の 方向 Aを軸とする 回転の 向 (1) 図3のように置くと, 地球上のどの場所の日周運動を再現するか。 次のア~ウから選べ。 ア. 北極 イ. ウ (2) 図4のように置くと、 地球上のどの場所の日周運動を再現するか。 次のア~ウから選べ。 ア. 北極 イ. 赤道 ウ. 南極 問3 図5のプラネタリウムには星座間の太陽の動きを再現する装置(図6) が取りつけてある。 この投影装置の面と回転軸Aのなす角 yを何度にすればよいか。 次のア~カから選べ。 ア. 約23度 イ. 約35度 ウ. 約45度 約55度 オ 約67度 力. 90度 図5 図6 太陽の 太陽の ドーム 投影装置 投影装置 回転軸 問1 問2 光 回転軸Aに対する 太陽の像 太陽投影装置の動き 回転軸 A

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物理 高校生

[キ]でVnmを求める赤丸の計算は電位の足し合わせの考えた方とも言えますか?

次の文中のに適切な のうち必要なものを用いて答えよ。 ガウスの法則によると, 任意の閉曲 面を貫く電気力線の密度は電場の強さ に等しい。 例えば, 真空中で点電荷を 中心とする半径の球面を仮定して考 えれば,点電荷から出る電気力線の本 数を球の表面積でわった値が球面にお ける電場の強さとなる。 そのため,電 金属球殻 N 金属球 M 図1 10 図2 0,x, Q.g 図3 気量g (g>0) の点電荷から出る電気力線の本数nは,真空中でのクーロンの法則の比例定数 ko を用いて, n=アと書ける。 せた。 金属球Mの中心Oから距離xだけ離れた点における電場の強さ E, 電位Vについて考 図1のように, 真空中に半径αの金属球Mがあり, Q(Q > 0) の電気量をもつように帯電さ える。ただし,電位Vは無限遠方を基準とする。 xa のときは,金属球Mから出る電気力線は金属球Mの中心Oから放射状に広がると考 えられるため,電場の強さEは,E=イとわかる。また,その点の電位Vは、 V=ウである。 また,x<a のときは,導体内部の電位は導体表面の電位と等しく,導体内部に電気力線 が生じないことから,E=エ, V=オとなる。 図2のように,内半径 6, 外半径 c の金属球殻Nがあり,-Qの電気量をもつように帯電 させた。このとき, 金属球殻Nが球殻内部の真空の空間につくる電場は,内部に発生する電 気力線のようすを考えると0である。 次に,図3のように, 真空中で, 金属球殻Nで金属球Mを囲い, 金属球殻Nの中心 0′が金 属球Mの中心Oに一致するように配置した。 ただし,a <b <c であり、 金属球Mの電気量は Q,金属球殻Nの電気量はQのままであるとする。 このとき, 中心から距離 x(a<x<b) だけ離れた点における電場の強さ E' は, 金属球M, 金属球殻Nがそれぞれ単 独でつくる電場を足しあわせた合成電場の強さであるので,E'=カである。また,金 属球殻Nに対する金属球Mの電位 VNM は,金属球殻Nの内部には電気力線は生じないので VNM=キ である。 金属球Mと金属球殻Nは,電位差 VNM を与えればQの電気量が蓄えられるコンデンサー とみなすことができる。このコンデンサーの電気容量Cは,C=クである。 [3]関西大]

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