ひたすら受験問題を解説していくブログ
大阪大学2014年物理第2問
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解説

標準的な内容の問題です。損失係数というのが見たことはないものの,ただ代入すればよいだけなので,余り落としたくないです。ただ,計算結果は全体的に少し気持ち悪い形をしているので,計算ミスで差がつく気がします。

問1
m<Mなので(それに加えてmは斜面です),斜面下向きにローレンツ力を受ける必要があります。つまり,電流はフレミング的に,磁場は上方向に向かわなければなりません。

問2
入れた直後には誘導起電力は生じないため,抵抗的要素は抵抗器のみになります。よって,I=E/r

問3
ローレンツ力と重力の斜面に垂直方向成分が,導体棒及びおもりを動かすのに必要な力を超えていればOKです。運動方程式は斜面下向きを正とすると,
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問4
導体棒が横切るBはvの水平方向成分で考えればよいので,
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であり,閉回路を貫くBが減少する方向に変化しているため,その向きはレンツの法則より,問題文図中の奥に向かって発生します。よって,
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問5
水平方向に成分分解するだけです。張力を考えてもいいのですが,どうせおもりも導体棒も同じ加速度なのでまとめてしまいましょう。
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問6
一定速度=加速度が0です。
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問7
P=EI,抵抗体で発生する熱はQ=rI2です。よって,Iとvを代入していきます。
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問8
θで微分して最小値を出します。
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分母が正で分子が単調増加なので,=0で極小値です。よって,sin⁡θ=m/Mにおいて,最小値は
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テーマ:大学受験 - ジャンル:学校・教育

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