大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和4年度(2022年度)本試験
問78 (物理(第3問) 問1)

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問題

大学入学共通テスト(理科)試験 令和4年度(2022年度)本試験 問78(物理(第3問) 問1) (訂正依頼・報告はこちら)

次の文章を読み、後の問いに答えよ。

図1のように、二つのコイルをオシロスコープにつなぎ、平面板をコイルの中を通るように水平に設置した。台車に初速を与えてこの板の上で走らせる。台車に固定した細長い棒の先に、台車の進行方向にN極が向くように軽い棒磁石が取り付けられている。二つのコイルの中心間の距離は0.20mである。ただし、コイル間の相互インダクタンスの影響は無視でき、また、台車は平面板の上をなめらかに動く。

台車が運動することにより、コイルには誘導起電力が発生する。オシロスコープにより電圧を測定すると、台車が動き始めてからの電圧は、図2のようになった。

このコイルとオシロスコープの組合せを、スピードメーターとして使うことができる。この台車の運動を等速直線運動と仮定したとき、図2から読み取れる台車の速さを、有効数字1桁で求めるとどうなるか。次の式中の空欄(  )に入れる数字として最も適当なものを、後の選択肢のうちから選べ。
問題文の画像
  • 1✕10-1m/s
  • 5✕10-1m/s
  • 1✕101m/s
  • 5✕101m/s
  • 5✕100m/s

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この過去問の解説 (2件)

01

パルスの間隔が0.4s、コイル間の距離が0.2mなので

0.2m÷0.4s=0.5m/s となります。

選択肢2. 5✕10-1m/s

これが正解です。

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02

解答 5✕10-1m/s (0.5m/s)

 

解説

まず問題文中に「二つのコイルの中心間の距離は0.20mである」とあります。

1つ目のコイルで誘導起電力が発生してから

2つ目のコイルで誘導起電力が発生するまでの時間は

グラフより0.4sと読み取れます。

したがって速さを計算すると 0.20m ÷ 0.4s =0.5 m/s

よって答えは 5✕10-1m/s となります。

選択肢2. 5✕10-1m/s

この選択肢が正解となります。

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