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大学入試難問(数学解答&物理(電磁気学))

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 まずは、前回の数学(2次関数)の解説から!

前回の問題 数学(2次関数)

<問題>

 xの2次方程式x2-mx+n=0の異なる2つの解が共に0以上2以下の範囲にあるとき、正の整数m,nを求めよ。

<ヒント>

 2次方程式の解の範囲の問題なので、左辺をf(x)とおいて、平方完成をし、頂点のy座標の符号、軸の範囲、f(0)とf(1)の符号を考えよう。

<解答>


 解の範囲の問題ですね。基本通りに解けば何とかなる問題です。

今週の問題 物理(電磁気学)

<問題>

 断面積S[m2]、長さL[m]の円柱状導体の両端に電位差V[V]を与え、導体全体に一様な電場E[V/m]を生じさせる。導体内には単位体積当たりn[1/m3]個の自由電子がある。自由電子1個の電荷は-e[C]であり、電場によって加速されるが、それと同時に金属イオンと衝突し、摩擦を受けながら運動する。電場による加速と摩擦がつり合って、平均的には自由電子は一定の速さv[m/s]で運動していると考えて良いとする。

(1)電界の強さEを求めよ。

(2)微小時間⊿t[s]の間に、面積Sの導体の断面を電場の向きに通過する全電荷⊿Q[C]を求めよ。

(3)電流の大きさを求めよ。

(4)摩擦力の大きさは自由電子の速さに比例するものとし、その比例定数をkとする。自由電子1個に関するつり合いの式を記せ。

(5)抵抗率ρ[Ω・m]とするとき、抵抗R[Ω]はR=ρ・L/Sと表せる。(3)と(4)の結果から、ρをn,k,eを用いて表せ。

<ヒント>

 (1)V=Edで求めましょう。(2)(3)電流の定義を思い出して下さい。(4)電子にはたらく力を考えましょう。


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