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磁場と磁束密度は違いとは?【約9割の受験生が知らない落とし穴】

ある参考書には、『磁場と磁束密度は同じものだと思ってもよい』という説明がありますが、『同じなら2つも名前いらなくない?』って思いますよね。 磁場と磁束密度の2つには、明確な違いがありますので、今回は磁場と磁束密度の違いについて説明していきます。 前回の記事は【高校物理】回路問題で立てる式はたった3本【回路方程式の解き方を解説】を参考にどうぞ。 磁束密度は磁場が強められたもの 結論から話すと、磁束密度とは磁場が強められたものです! つまり、磁力というのは、磁場が発生する環境によって強さが変わるのです! その ...

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コイルの自己誘導・相互誘導とは?インダクタンスの導出を例題とともにわかりやすく解説

コイル(導線)は、自分の中を貫く磁束の変化を、とてつもなく嫌うのでした。 今回は、そんな自己誘導・相互誘導の話をしていきます。 この記事を読めば、『自己・相互インダクタンスの導出』ができますので、最後まで見ていきましょう! 前回の記事は【難関大必須】ファラデーの法則を完全理解【問題の解き方を徹底解説】を参考にどうぞ。 コイルの自己誘導・相互誘導は漫才コンビ まずは、自己誘導から説明していきます! その①:自己誘導はおっちょこちょい! コイルに電流を流すと、右ネジが回る方向に対して、磁場が発生しました! そ ...

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【難関大必須】ファラデーの法則を完全理解【問題の解き方を徹底解説】

この問題は、東京工業大学の問題ですが、難しいのは『磁束密度が時間によって変化する』ということです。 増える、減るがわかれば、レンツの法則から誘電起電力の向きがわかりますが、この場合ではわかりません。 そこで『磁束変化の向きがわからない時はどうするのか』ということについて、今回は説明していきます! ※今回の内容は、主にMARCHよりも上を受験する人向けになっています。知っていると得ですが、MARCH以下なら前回の解き方で解けることが多いので、見なくても大丈夫です。 ⇨前回の内容は電磁誘導とレンツの法則って何 ...

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電磁誘導とレンツの法則って何?【参考書に載ってない原理から解説】

今回は、受験生がつまずきやすい、電磁誘導について説明していきます! そして最後には、以下の例題が解けるようになりますので、しっかり勉強していきましょう。 ※いつも通り、まずは自分で考えてみましょう!自分で解くことで、『解くうえで何が足りないのか』が明確になります! 前回の記事は磁場と磁束密度は違いとは?【約9割の受験生が知らない落とし穴】を参考にどうぞ。 電磁誘導とは発生する電場によって電荷が運ばれる現象 電磁誘導とは、周りの磁界が変化することで、回路の中に電流が流れる現象のことです! 実は、電磁誘導が起 ...

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導体と誘電体の違いとは?【誘電体を挿入するとコンデンサーの容量が増える理由】

こんな悩みを解決します。 受験生の中でも、導体と誘電体を混同して使っている人が多いのではないでしょうか。 これがわかれば、『誘電体を挿入すると、コンデンサーの容量が増える理由』がわかるので、暗記量を減らすことができますよ。 前回の内容は電場中で金属内部の電場が0になる理由は?【電場とからめて徹底解説】を参考にどうぞ。 導体と誘電体(不導体・絶縁体)の違い 導体と誘電体の2つのの違いは下のようになっています。 それぞれについて、もう少し詳しく見ていきましょう。 その①:導体 導体とは金属のことで、自由電子を ...

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【高校物理】金属内部の電場が0になる理由は?【漫画でわかりやすく解説】

丸暗記物理をしている人は、金属内部の電場が0になることを知っているかと思いますが、理由についてはわからない人が非常に多すぎます。 そこで今回は、なぜ金属内部の電場が0になるのか説明していきます。 前回の記事はガウスの法則の4πkQ本って何?!例題を用いてガウスの法則の定義から条件を徹底解説を参考にどうぞ。 金属の中には自由電子がたくさんある いきなり、『金属って何?』と聞かれると、答えに困りますよね。 金属とは、自由電子を無数にもつ物体のことを言います! 今回は、『金属内部に自由電子がたくさんある』という ...

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ガウスの法則の4πkQ本って何?!例題を用いてガウスの法則の定義から条件を徹底解説

ガウスの法則で、『4πkQ本って何??』と思った経験ありませんか? そこで今回は、『どうして4πkQ本になるのか』について例題を絡めて詳しく説明していきます! ⇩前回の電気力線の記事をまだ見ていない人は、先にこちらを見るのをお勧めします。 電気力線と電場の関係 前回の内容で、電気力線は、『電場を視覚化したもので、\(+1\)クーロンが、電場から\(F=qE\)の力を受けて移動した道筋』でしたね! しかも、電気力線には、以下のような特徴がありました。 電気力線とガウスの法則は、密接につながっています! では ...

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点電荷の電位を無限遠に基準をとる理由【マイナスになる原因も解説します】

この疑問をもつ人は、あなただけではなく、物理をやったことがある人すべてに共通する疑問なのです。 そこで今回は、公式の丸暗記をしないで、点電荷の作る電位について詳しく理解していきます! ⇩こちらの記事をまだ読んでいない方は、先にこちらを読むことをおすすめします! まずは究極の力学のフローシートを無料でゲット! 一様でない場での電位(マイナスが付く理由) 一様でない電場は、点電荷によって作られ、その大きさは距離と電荷の大きさに依存して、 $$E=k\frac{Q}{r^2}$$ と書けます。 この空間において ...

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電気力線は+1[C]の動いた道筋だった?!ガウスの法則につながる電気力線の話

問題集をやっていたり、参考書を見ていたりすると、電気力線の図を見かけますよね。 ⇩こんな感じの図 この何気なく出てくる図ですが、これを理解することで、ガウスの法則をより理解することができます。 そこで今回は、電気力線について詳しく説明していきます。 まだ前回の記事を読んでない人は点電荷の電位を無限遠に基準をとる理由【マイナスになる原因も解説します】を参考にどうぞ。 電気力線とは何か? 先に答えを言ってしまうと、電気力線は『電場を視覚化した線』のことです! 電場の向きと大きさが知りたければ、その場に\(+1 ...

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電位の定義は+1[C]が持つ位置エネルギー?!一様な電場での電位の公式を力学と比較してしっかり理解!!

電位には、一様な電場における電位と、点電荷が作る電場における電位の式の2種類があります。 $$V=Ed$$ $$V=k\frac{Q}{r}$$ 今回は、力学と比較しながら、一様な電場の公式の求め方について説明していきます! 電位とは+1[C]が持つ位置エネルギーだ! 受験生に、電位の問題がわかりませんという人がいますが、電位の定義について聞き返すと、答えられる人はほとんどいません。 そもそも電位とは、『+1[C]あたりが持つ静電気力による位置エネルギー』のことです! 単位は、"+1[C]あたりが持つ"" ...