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【物理】半導体のまとめ

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図は、陰極にタングステンを利用し、光電管に入射する光の振動数νを変化させて，光電子の最大運動エネルギー Kｍを測定した結果である。
（1） タングステンの仕事関数はいくらか。
（2） プランク定数はいくらか。グラフから求めよ。

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・交流と抵抗
抵抗値Rの抵抗に、V = V0sin ωt の交流電圧を加える。ωは角周波数、tは時刻を表す。
(1) 抵抗を流れる電流 I を求めよ。また、t=0 から交流の1周期分について、電流 I と時刻 t との関係を示すグラフを描け。
(2) t=0から交流の1周期分について、電力の時間平均 P を求めよ。

・交流とコイル
自己インダクタンスLのコイルに、V=V0 sin ωt の交流電圧を加える。ωは角周波数、tは時刻を表す。
(1) コイルのリアクタンスを求めよ。
(2) コイルを流れる電流 I を求めよ。また、t=0 から交流の1周期分について、電流Iと時刻tとの関係を示すグラフを描け。
(3) t=0から交流の1周期分について、電力の時間平均 P を求めよ。

・交流とコンデンサー
図のように、電気容量 C のコンデンサーに、V = V0sin ωt の交流電圧を加える。ωは角周波数、tは時刻を表す。
(1) コンデンサーのリアクタンスを求めよ。
(2) コンデンサーを流れる電流 I を求めよ。また、t=0から交流の1周期分について、電流Iと時刻tとの関係を示すグラフを描け。
(3) t=0から交流の1周期分について、電力の時間平均Pを求めよ。

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72　図のように、ばねの一端を内壁がなめらかな箱の中につけ、他端におもりをつける。箱を水平に固定した状態で、おもりを10Nの力で水平に引いたところ、ばねが10cm伸びた。 重力加速度の大きさを9.8m/s²とする。
（1） ばねのばね定数を求めよ。
（2） 箱の左側をもってゆっくり傾けると、ばねはしだいに伸び、30°傾けたとき、伸びが49cmとなって、おもりは箱の内壁にちょうど接した。おもりの質量を求めよ。
（3） 箱を直に立てたとき、おもりが内壁から受ける垂直抗力の大きさを求めよ。

75 0.50kgの磁石Aが木の机の上に置かれている。重力加速度の大きさを9.8m/s”とする。
（1） Aが受ける重力と垂直抗力を図示し、それらの大きさを求めよ。
（2） Aの中心に軽い棒を取りつけ、Aの上に、中心に穴のある質量 0.50kgの磁石BをAと反発するようにのせると、浮いた状態で静止した。このとき、AとBが受ける力を図示し、それぞれの力の大きさと、何が何から受ける力かも示せ。

77 自然の長さがいずれも0.50mで、ばね定数が2.0x10N/m，3.0✕10N/mの軽いばねA,Bを、図のように（1)並列（2）直列につなぎ、滑車を通して、重さ 6ONのおもりをつるす。このとき、（1）、（2）の場合におけるばねの伸びをそれぞれ求めよ。ただし、（1）では、ばねA、Bの間隔はきわめて狭く、ばねA,Bは同じ長さだけ伸びたとする。

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「バネ」ってなんだ？！
バネの公式と典型出題パターンについて説明しています。