共通テスト物理2022年度/第3問(電磁誘導)解説その2
共通テスト物理2022年度/第3問(電磁誘導)解説その1からの続き
問4
Aさんは次に図4のようにコイルを三つに増やして実験をした。ただし、コイルの巻数はすべて等しく、コイルは等間隔に設置されている。また、台車に取り付けた磁石は1個である。
BさんがAさんと同じような装置を作り、三つのコイルを用いて実験をしたところ、図6のように、Aさんの図5と違う結果になった。
Bさんの実験装置はAさんの実験装置とどのように違っていたか。最も適当なものを、次の①〜⑤のうちから1つ選べ。ただし、選択肢に記述されている以外は違いがなかったものとする。(20)
①コイル1の巻数が半分であった。
②コイル2、コイル3の巻数が半分であった。
③コイル1の巻き方が逆であった。
④コイル2,コイル3の巻き方が逆であった。
⑤オシロスコープのプラスマイナスのつなぎ方が逆であった。引用元: 2022年度共通テスト物理 第3問 問4
図5と図6を比べると2回目と3回目の電圧の変化の仕方は同じだが、1回目については電圧の大きさは同じだが、変化の仕方が逆になっている。
このことからコイル1が結果に影響していることがわかるので②④⑤は適さない。
また巻数が半分になれば、電圧も半分になるはずだが、電圧の大きさは同じなので①も適さない。
図6の最初の変化のように逆になるには③のようにコイルの巻き方が逆にだった時である。
したがって(20)の答は③
問5 Aさんが図7のように実験装置を傾けて板の上に台車を静かに置くと、台車は板を外れることなくすべり降りた。
このとき、オシロスコープで測定される電圧の時間変化を表すグラフの概形として最も適当なものを、次ページの①〜⑤のうちから一つ選べ。(21)
引用元: 2022年度共通テスト物理 第3問 問5
まず、斜面を加速して滑り落ちていくのでコイル間の移動に掛かる時間は、一つ目と二つ目の間よりも、二つ目と三つ目の方が短い。
電圧が触れる時間の間隔も同様に短くなるので、②③⑤は適さない。
また棒磁石がコイルの中を速く通過するほうが磁界の変化が激しいので、誘導起電力の大きさも大きくなる。
したがって(21)の答は④
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