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2023佐久長聖大問１後半　
材質と太さが一様で長さ1m、重さ100gの棒が1本と、つり下げたおもりの重さとばねの伸びが比例するばね①～④があります。図1は、ばね①～④について、つり下げたおもりの重さとばねの長さとの関係を示したものです。次の各問いに答えなさい。ただし、糸とばねの重さは考えないものとし、ばね①～④は、ばねの伸びが十分に大きくなっても、図1のグラフの関係は成り立つものとします。

問4 図4のように、棒の右端から20cmの位置に重さ120gの磁石を、N極を下にしてとりつけました。そして、電池1個をつないだ電磁石を、磁石の真下に置きました。スイッチSを入れ電流を流したところ、ばねaの伸びは図3と同じで、棒は水平になり全体がつり合いました。このとき、磁石が電磁石から受けている力は何gですか。

問5 電池2個を直列で図4と逆向きにしてからスイッチSを入れたところ、棒が水平になり全体がつり合いました。このとき、ばねaにはたらく力の大きさは何gですか。ただし、磁石が電磁石から受けている力の大きさは、電流の大きさに比例します。また磁石と電磁石の間隔は常に一定に保たれ、図4の場合と同じであるとします。

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