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理科 中学生

(2)①の解き方を教えてください🙇🏻‍♀️答えは あ・・・0.1 い・・・5 う・・・0.5 です!

はどち けいじ 送電に関する掲示発表を見つけた。 それを見て ゆいとさ 7 思考力UP ゆいとさんは, お兄さんの高校の文化祭で, んは右のようなメモをとった。 ゆいとさんは, 下線部aのことを確かめるために、 同 同じ電熱線ならば太いほど電気抵抗が小さくなるのではな いかと思い,実験してみようと考えた。 [準備物] 電熱線(A~D),電源装置,電流計,電圧計, スイッチ, 導線 A: 直径5mmで長さ10cmのニクロム線 B: 直径10mmで長さ5cmのニクロム線 C: 直径10mm で長さ10cmのニクロム線 D: 直径10mm で長さ5cm の鉄クロム線 (回路図) 電熱線 A 『送電線のしくみについて』 とど 発電所でつくり出された電流が, 送電線を通って わたしたちの家庭まで届くことで,テレビなどの 電気器具を使うことができる。 導線の電気抵抗が大きいほど、熱として消費され て失われる電気エネルギーが多くなる。 だから, 送電線にはできるだけ電気抵抗が小さい銅やアル ミニウムを使ったり, 導線の太さをくふうした りしている。 同じ電力を送る場合, 電圧が大きいほど送電線 の電気抵抗による損失は少ない。 そのため, 日本 では,約15万~50万Vの高い電圧で発電所か ら送電している。 家庭に届くまでに, 変電所や変 圧器という設備を使って100V (または200V) まで下げている。 V 次の①,②に答えなさい。 ①実験の目的を達成するためには,A~Dのどの2本を 使用して実験を行えばよいか, 記号で答えなさい。 ②この実験では回路に入れる電熱線をかえるが, そろえ なければいけない条件は何か。 (2)思考の深化とさんは下線部 b について, 先生に質問した。 発電所 送電線 変電所 「いっぱん 一般家庭 など 変圧器 ☐ 変電所 先生:発電所から家庭までを、右の回路図のように表してみましょう。 こうりょ ゆいと: 送電線にも電気抵抗があることを考慮しているのですね。 先生:発電所の電圧を100V, このときに流れる電流を1A とすると, 発電所が送 る電力は 100W ですね。 では, 電圧を1000 Vにして, 同じ電力を送ると, 流れる電流は何Aですか。 ゆいと[あ]Aになります。 この電流が送電線に流れるのですね。 発電所 送電線の電気抵抗 先生:そうですね。 送電線の電気抵抗を50Ωとしましょう。 発電所の電圧が100V のとき, 送電線に加わる 電圧は, 50Ω×1A = 50V で, 送電線で消費する電力は, 50V×1A = 50W です。 これは熱になっ て失われます。 では、発電所の電圧が1000V だとどうなりますか。 ゆいと: 送電線に加わる電圧は[い]Vですから, 送電線で消費する電力は[う]W です。 あっ、電圧 を大きくする理由がわかりました。 ① [あ] ~ [う]に入る値を答えなさい。 ②発電所から送電するとき, 電圧を大きくする理由を、次の文に続けて答えなさい。 「同じ電力を送る場合, 送電する電圧が大きいほど~。」

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物理 高校生

この問題で誘導起電力が解答解説にある通りになる理由が分からなので解説をどなたかお願いします🙇‍♂️

178 2023年度 物理 [II] つぎの文の 法政大 2/14 法政大 - 2/14 2023年度 物理 179 に入れるべき数値を解答欄に記入せよ。 抵抗1の電圧降下V の実効値は. (g) 度となる。 (f) Vとなり, Vac と Vの位相差は コイル1 コイル2 電池を使ってスマートフォンを充電する場合など, 電圧を上げる昇圧が必要と なる。 コイルを用いた昇圧の原理を、 図2-1を用いて考えてみよう。 ただし、 コイル1とコイル2. コイル3とコイル4はじゅうぶん長い鉄心に密に同じ向き に巻かれ、2つのコイルを貫く磁束は等しいものとする。 また, 電池1の起電力 を1V, コイル 1. コイル2の自己インダクタンスを1mH, コイル1とコイル 2の相互インダクタンスを1mH 抵抗1の抵抗値を100Ω とする。 最初は全て のスイッチを開き, コイルに流れている電流は0とする。 S1 S6 S3 S2 S5 (i) 図2-1の回路において, 抵抗1に電池よりも高い電圧を加えるため、つぎ のようにスイッチを操作する。 まずスイッチS1およびS2を閉じコイル1に 電流を流す。 S1 S2を閉じてから1ms後にコイル1を流れる電流は (a) Aとなる。 S1 S2を閉じてから1ms後にS2を開き同時にS3を 閉じる。 このとき, 抵抗1の両端の電位差は (b) Vとなり 電池の起電 力よりも高くなる。 じゅうぶん時間が経つと, 抵抗1の両端の電位差は (c) Vとなり低下する。 (ii) このため,いったんS3 を開き, (i)と同様にS1とS2を閉じたのち, S2を 開き同時にS3を閉じる。 これを繰り返すことで抵抗に加わる電圧を電池の起 電力よりも高くすることができる。 (ii) いったん全てのスイッチを開き, S4を閉じることでコイル1およびコイル 2 を直列に接続する。 このときのコイル 1. コイル2の電流は0とする。 この 直列接続されたコイルの自己インダクタンスは (d) mHである。 この状 態でS1, S5を閉じる。つづいて1ms後にS5を開き同時に S6を閉じる。 このとき 抵抗1の両端の電位差は (e) Vとなる。 電池1 S7 図2-1 コイル3 コイル4 抵抗 1 V. 交流電源1 ~ Vac 交流電圧であれば変圧器 (トランス) を用いて容易に電圧を昇圧することがで きる。 抵抗 1 (iv) 図2-2において, S7を閉じる。 ここで, コイル 3, コイル4の自己イン ダクタンスをそれぞれ1mH, 100mH コイル3とコイル4の相互インダクタ ンスを10mH 交流電源1の電圧Vac の実効値を1Vとする。 このとき, 図2-2

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物理 高校生

これの(7)なんですけど!なぜRは一定ってこの文から決めれるんですか?別に送電線を変えればRは変えれることないですか?

136 〈交流の送電〉 交流電圧が送電に広く用いられるのは, 変圧器によって交 ao 鉄心 流電圧を容易に上げ下げできるためである。 ここでは,電力 損失のない理想的な変圧器を考える。 図1のように, 鉄心に 2つのコイル (1次コイルの巻数がn, 2次コイルの巻数が n)を巻く。このとき, 1次コイルと2次コイルの間の相互イ ンダクタンスはMであった。 U1 b 11 112 1次コイル 図 1 2次コイル ⊿の変化するとして、次の設問に答えよ。 なお、設問(1)~(4)は n1, nz, M, ⊿t is ⊿の 時間 4tの間に1次コイルに流れる電流 in が ⊿i だけ変化したとき, 鉄心に生じる磁束が 中から必要な文字を用いて答えよ。 1次コイルに生じる誘導起電力の大きさを求めよ。 (2)2次コイルに生じる誘導起電力をv2とする。このときの比の大きさ n2 を用いて表せ。 〔A〕 V₂ [V] V2 をい V₁ (3) 2次コイルに生じる誘 導起電力 (端子 dを基準 とした端子 cの電位) v2 をMを含む式で表せ。 図 (4) 1次コイルの電流を 図2のように変化させた 2 10 5050 0 1 2 3 4 5 6 -5 t(s) S 10 0 1 2 3 4 5 6 7 t〔s] 図2 -15 図3 ときの時間変化のようすを図3に図示せよ。ただし,電流żの向きは,図1に示した 矢印の向きを正とし, M=5H (ヘンリー) であるとする。 図4のように,発電所 発電所 から送りだされた電圧 V1, 電流 L, 電力Pの交 流は,変圧器Aによって 電圧 V2,電流Izの交流 に変えられ,抵抗Rの送 電線で消費地近くの変圧 交流発電機 変電所 変電所 送電線 12 鉄心 鉄心 消費地 変圧器 A 抵抗 R V2 変圧器 B 抵抗 1次コイル 2次コイル 1次コイル 2次コイル 図 4 器Bに送られる。 送電線の終端の電圧は V3 である。 ただし, 電圧 V1, V2, V3, 電流 I, Iz は実効値である。また,ここで,電力は1周期についての平均の電力であり、1次側,2次 側ともに電圧と電流の実効値の積で表されるとする。 また, 変圧器 A, B はともに電力損失 のない理想的な変圧器である。 (5) 電圧 V3 を P, V2, R を用いて表せ。 (6)発電所から送りだされた電力Pと送電線の終端での電力P' の比,すなわち, e=- 送電効率という。送電効率e を P, Vz, R を用いて表せ。 送電効率を高くするためにはどうすればよいと考えられるか。簡潔に述べよ。 を P [九州工大 改〕

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