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東工大物理'11年前期[2]検討

東工大物理'11年前期[2]検討

[2](解答はこちら) 電磁誘導をベースとした回路の問題ですが、一筋縄では片付かない問題です。[A][B]は基本問題のように見えて、考えどころがあります。回路を貫く磁束が変化すれば、その変化を抑える向きに誘導起電力が生ずるのですが、その誘導起電力は回路中のどこに生じるのでしょうか?単に電磁誘導の法則を考えるだけではまごつくかも知れません。ですが、そもそも起電力は、磁場中を運動する導体内の電子にローレンツ力が働くことにより生ずる、と、考えれば、誘導起電力は、磁場を横切る方向に運動する導体中に発生するはずです。こうしたことを、試験中に冷静に物理の基本事項に則して考えないと、基本問題であってもミスすることになりかねないので注意しましょう。[B](c)の出題者の狙いはそこにあります。
[C]の過渡現象がやや悩みます。微分方程式を使って過渡現象を考えたことのある受験生だと、範囲外じゃないか、と、感じるかも知れません。ですが、本問では、電流対時間のグラフの接線の傾きが、グラフから読み取れるように工夫されていて、自己誘導による起電力を入れてキルヒホッフの法則から立式すれば、解答できます。回路やグラフを見つめたまま立ち往生してしまわないで、とにもかくにも回路の式を立ててみる、ということが重要なのです。(f)のグラフは、自己誘導現象や、デジタル回路内の電圧波形をオシロスコープなどで観察した経験のある受験生ならグラフを見ただけで解答できたでしょう。はともかくが考え込むかも知れません。(e)で考えたにおける電流のグラフの傾きと比較して、では、起電力が逆向きになる分、2倍の電流変化をすることに気づければ、式を立てずとも考察だけでとなるとわかるはずです。
回路の問題であるようでいて、公式に代入して計算して終わり、というのではなく、物理的な考察を要求しているあたりが、東工大らしい格調高い問題になっています。



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テーマ:大学受験 - ジャンル:学校・教育

  1. 2011/06/14(火) 23:23:44|
  2. 東工大物理'11年
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