필기 경기(물리) 해설

◉ 제XNUMX문
IH 쿠킹 히터에 이용되고 있는 전자기 유도의 문제이다.양문이다.전원에 연결된 큰 원형 코일 a와 그 중심을 일치시켜 아무것도 연결되지 않은 작은 원형 코일 b가 있습니다.코일(a)에 변동하는 전류를 흘리면, 코일(b)을 관통하는 자속도 시간 변화하여, 그 결과, 코일(b)에 유도 기전력이 생겨 전류가 흐르고, 코일(b)에 줄 열이 발생한다.이 구조를 코일 a에 모델링한 변동 전류(그림 4)를 흘렸을 경우에, XNUMX개의 설문을 내고 대답하고 있다.문제를 풀기 위해 필요한 공식은 모두 주어진다.

그 식을 어떻게 이용할지 이해력이 묻는다.전류의 방향과 자속 밀도의 방향에 의해 양의 음과 음이 결정되기 때문에 그래프를 작성할 때주의가 필요합니다 (문제 XNUMX과 질문 XNUMX).또한, 일반적으로 전기 저항을 나타내는 문자 R이 여기서는 단위 길이 당 전기 저항을 나타내는 것으로 사용되기 때문에 잘못되지 않도록하고 싶다 (문 XNUMX와 문 XNUMX).

코일 a에 전류를 흘리기 위해서는, 전원으로부터 전압을 가할 필요가 있지만, 질문 XNUMX에서는, 코일 a에 걸어야 할 전압을 코일 b가 있을 때와 없는 때에 비교해, 「(i)보다 크다; (ii) 보다 작다;이 질문 XNUMX는 "코일 b에서 발생하는 줄 열이 도대체 어디에서 왔는지"를 생각시키는 문제이며, 작성자의 의욕이 느껴진다.

사실, 코일 a에 흐르는 변동 전류는 코일 b에 유도 전류를 발생시키지만, 반대로, 그 유도 전류로 코일 a에 유도 기전력이 생겨, 그것이 원래의 전압을 낮추는 방향으로 작용한다.따라서, 코일(b)이 있을 때도, 코일(a)에 흐르는 변동 전류를 그대로 유지하기 위해서는, 코일(b)의 유도 전류에 의해 코일(a)에 생기는 유도 기전력의 분을 보충할 만큼의 전압을 가해야 한다.실제로, 코일 a에 발생하는 유도 기전력과 코일 a에 흐르는 전류의 곱(외부에서 추가한 전력)과 코일 b에서 발생하는 전력(단위 시간당 줄 열)이 시간 평균을 취하면 같아진다. 표시할 수 있습니다.

질문 10에서는 모델링 된 장치에서 실제로 수치를 대입하여 발생하는 줄 열을 계산합니다.파워를 높이기 위해 코일 b를 100 권, 코일 a를 XNUMX 권으로 하였다.이 권수가 발생하는 줄 열에 어떻게 효과가 오는지를 묻는 문제이기도 하다.

◉ 제XNUMX문
골프 경기를 다룬 역학 문제다.녹색에 퍼터를 사용하여 골프 공을 컵에 넣습니다.골프를 한 적이 있는 사람에게는 흥미있는 내용이다.볼의 구름을 무시하고 질점으로 간주하고, 운동을 직선 경로를 따라 하고 있기 때문에, 보기, 간단해 보이지만, 골프공의 위치와 컵까지의 사이에, 위와 아래, 각도가 다른 슬로프가 준비 되어 있고, 그 작문에 궁리가 보인다.질문 XNUMX은 정지 마찰 계수, 질문 XNUMX는 동 마찰 계수에 관한 문제이다.

질문 XNUMX은 운동량 보존식과 튀어오름 계수의 응용 문제.질문 XNUMX는 질문 XNUMX에서 구한 운동 방정식을 풀거나 마찰에 의한 에너지의 소비를 고려한 역학적 에너지 보존의 법칙을 응용하면 된다(문 XNUMX도 마찬가지).골프 공과 컵의 위치는 각도가 다른 경사로 구성된 산의 양쪽 끝에 있습니다.그 위치를 바꾸었을 경우에, 정점을 넘기 위해서 필요한 헤드 스피드는 어느 쪽이 커지는지 이유를 붙여 대답시키고 있다(문 XNUMX과 질문 XNUMX).재미있는 문제입니다.

제10회 과학의 고시엔 전국 대회에서는 교토부 대표의 교토부립 낙북 고등학교가 우승했다고 한다.모교의 OB로서는 기쁜 뉴스이다.
요코하마 국립 대학 명예 교수 사사키 켄