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理科(物理)
東京大学 (前期) 2/3
第2問
Ⅰ(1) 導体棒に生じる誘導起電力の大きさが vBL なので,
I1 =
vBL
R
(2) エネルギー保存則より,
Q = Mgl (1  cos )
張力√
2Mg

―
(3) ア

I 2BL
Ⅱ(1) 力のつり合いより(右図参照)
,
I2BL = Mg ∴ I2 =
Mg
BL
Mg
(2) 直流電源の電圧に比べて誘導起電力が十分小さいので,
鉛直方向から

方向への一定の力 2 Mg が働くときの
4
微小振動単振り子と等価である。
P = 2
(3)
l
2g
イ
Ⅲ(1) 角度 のときの棒の速度が,
v =l
l
d
 2 t 
= 2 cos

T
dt
 T 
よって誘導起電力は,
V= vBL cos ≒ vBL = 2
BlL
 2 t 
cos

T
 T 
(2) 題意より,電源電圧と誘導起電力の和が恒等的に 0 であり,
A = 2
BlL
T
(3) A との関係に抵抗依存性はなく,
 ´= 
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2017 年