磁気分野をはじめから学びたい人はもちろん，自分の弱点を補強したい人にも活用してもらいたいです。「アンペール力」「ローレンツ力」が絡んでくる入試問題解説や「電気振動」「交流回路」の応用問題をこれから追加していく予定です。【過去問解説】は少しレベルの高い問題も含まれます。

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早稲田大学理工学部 2010年 の過去問です。
解説動画２本のうちの１本目。
2本目（その２）は下のリンクから。
   • 【過去問解説 早稲田大学】高校物理 磁気 電磁誘導 チャレンジ問題 その２  

うまく誘導にのってください。
回路において君たちが立てられる式は，やはり「キルヒホッフの法則」一択です。
そして動く導体棒について立てられる式は，
運動方程式(を解いた結果 a＝一定 or 問題文に「等加速度」と書いてあれば，等加速度運動の公式)なんです。

早稲田大学の物理は，60分で３問，すなわち解く時間は１問あたり20分しかありません。この問題を20分で解ける受験生はいないでしょう。
自分が解ける問題を瞬時に判断し，制限時間内に解くのが難しいなら次の問題に移る必要があります。すなわち，満点は目指してはいけないのです（今は時間があるので，全部解いちゃいましょう！）。

受験生にはもう少しゆったりと（時間をかけて）解かせてあげればいいのに，と早稲田大学の問題を見るたび，私は毎年思ってしまいます。


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PHYSICS

【過去問解説 早稲田大学】高校物理 磁気 電磁誘導 チャレンジ問題 その１

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「磁気」分野で一番重要な現象「電磁誘導」。
発電の原理を学びましょう！

この動画を観た後に，「磁気 電磁誘導とエネルギーの変換 その２」を観てください。
   • 高校物理 磁気 電磁誘導とエネルギーの変換 その２  

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高校物理 磁気 電磁誘導とエネルギーの変換 その１

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いよいよ磁気に入ります。

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Twitter上で問題・解答を見たい人は
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類題を解きたい人は
「電場・磁場中の荷電粒子の運動」
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この動画を観た後に，
「磁気 ローレンツ力（質量分析器） 東京学芸大 その２」を観てください。
   • 【過去問解説 東京学芸大学】高校物理 磁気 ローレンツ力（質量分析器）その２  

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【過去問解説 東京学芸大学】高校物理 磁気 ローレンツ力（質量分析器）その１

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「電気振動」「単振動」を網羅的に勉強しよう。
「電気振動」の全パターンをおさえよう！」

Ⅲが電気振動の問題。Ⅲでは，あえて３つの解説を紹介します。
「よくある解説その１」(感動なし)
「よくある解説その２」(おしい解法)
「マナブ解説」(もっともシンプル)
徐々に物理っぽくなっていきます(笑)

「特講 振動 その６ ②」では，「よくある解説その２」と「マナブ解説」を示しました。
だんだん物理の問題を解いている，という気分になってくると思います(笑)

「よくかる解説 その２(別解２)」は，
理科＜物理＞磁気 (河合塾SERIES―こだわって!国公立二次分野別問題集) 
（河合出版　著：田邉 久） の解説です。

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高校物理 磁気 特講 振動 その６ ②

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私はこの大阪大学後期日程と名古屋大学の問題をきちんと解説しようと思い，この「特講 振動」を作りました(きっかけになった問題たちです)。

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高校物理 磁気 特講 振動 その７

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インピーダンスを複素数表示すると，Ⅲ(4)の問題が「ホイートストンブリッジの平衡条件」から導かれるのです。
この回路は，自己インダクタンス L の測定に用いられます。その利点は動画の中で述べています。

「交流理論編」は下からどうぞ。
【過去問解説 名古屋大学】高校物理 磁気 交流回路の基本(並列) その１
   • 【過去問解説 名古屋大学】高校物理 磁気 交流回路の基本(並列) その１  

この問題のＰＤＦファイルです。
https://www.dropbox.com/s/h6j7pblsotxi3fl/%E7%A3%81%E6%B0%97%20%E4%BA%A4%E6%B5%81%E5%9B%9E%E8%B7%AF%20%E7%B7%B4%E7%BF%92%E5%95%8F%E9%A1%8C%20%E4%BA%A4%E6%B5%81%E3%83%9B%E3%82%A4%E3%83%BC%E3%83%88%E3%82%B9%E3%83%88%E3%83%B3%E3%83%96%E3%83%AA%E3%83%83%E3%82%B8%20%E4%B9%9D%E5%B7%9E%E5%A4%A7%E5%AD%A6.pdf?dl=0

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【過去問解説 九州大学】高校物理 磁気 交流回路 交流ホイートストンブリッジ

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「電気振動」「単振動」を網羅的に勉強しよう。
「電気振動」の全パターンをおさえよう！

「電気振動」「単振動」の問題は，
基本的に「微分方程式（キルヒホッフ第2法則・運動方程式）」でも
「エネルギー保存則（エネルギー収支の式）」でも解けます。
（今は分からなくても，追々解説するので安心してください。）

「この特講が終わったとき，振動系の問題が怖くなくなる」
これがこの特講の目標です。


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高校物理 磁気 特講 振動 その２

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「電磁誘導 チャレンジ問題 早稲田大学 その１」の続きです。
   • 【過去問解説 早稲田大学】高校物理 磁気 電磁誘導 チャレンジ問題 その１  （←「その１」）
「その２」は，問７～問１０の問題解説です。
一応，問６までの問題文を動画内に載せておきました。
問７の問題は 0:24 頃からは始まります。

問８はなかなか解ききれる受験生はいないでしょう。
けれど，解説を見てもらえれば分かりますが 無茶はしていません。
問９は おなじみ「エネルギー収支」。
問８が解けなくても 問９は解けます。

下の動画は，
講義内でも述べた「エネルギー収支の式」の導出を行っています。
是非，観てください！
マナ物理『エネルギー収支の式 完全版』
   • 高校物理 磁気 エネルギー収支の式 完全版  


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【過去問解説 早稲田大学】高校物理 磁気 電磁誘導 チャレンジ問題 その２

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「交流回路」です。
交流回路だからといって，特別なことをする必要はありません。
やはり基本は「キルヒホッフの法則」です。
電流と電圧の位相のずれについては，暗記する必要はありません。
それは求められるからです。


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高校物理 磁気 特講 振動 その５

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この問題のPDFファイルです。
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電気振動中のコンデンサに蓄えられる電荷が与えられている。いずれも振動中心が０になるように作られているので解きやすい。

この動画を観た後で「【過去問解説 順天堂大学】高校物理 磁気 電気振動回路  その２」を観てください。
   • 【過去問解説 順天堂大学】高校物理 磁気 電気振動回路 その２  

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【過去問解説 順天堂大学】高校物理 磁気 電気振動回路  その１

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Ⅲが電気振動の問題。Ⅲでは，あえて３つの解説を紹介します。
「よくある解説その１」(感動なし)
「よくある解説その２」(おしい解法)
「マナブ解説」(もっともシンプル)
徐々に物理っぽくなっていきます(笑)

「特講 振動 その６ ①」では，「よくある解説その１」のみを示しました。「よくある解説その２」「マナブ解説」は「特講 振動 その６ ②」で示します。

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高校物理 磁気 特講 振動 その６ ①

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電流が磁場から受ける力（アンペール力，電磁力）を使った「ハンドパワー」の実験です(笑)
実際には，その力の反作用の力を利用しているのですが…。
映像を見て，（できれば解説を観る前に）その原理を考えてみてください。

注意深く観ている人は気づいたと思いますが、私はＳ極とＳ極を向かい合わせて電池の正極と負極につけています(笑)
なので、実際には解説した向きとは逆向きに電池は動いています。

ハンドパワーに興味がある人は「力学 浮力 アルミ浮沈子実験」を観てください。
   • 高校物理 力学 浮力 アルミ浮沈子実験  

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高校物理 磁気 ハンドパワー アンペール力

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この動画を観る前に，「磁気 自己誘導・相互誘導 金沢大学 その１」を観てください。
   • 【過去問解説 金沢大学】高校物理 磁気 自己誘導・相互誘導 その１  

最後に，ファラデーの電磁誘導の法則から導かれる誘導起電力の向きを，ローレンツ力で確認しています。
「視点をかえる」ことでローレンツ力が生まれる という少し大学範囲に入る説明ですが，頭を柔らかくして観てください。

この問題のＰＤＦファイルです。
https://www.dropbox.com/s/96w3qfgb0m7hvg7/%E7%A3%81%E6%B0%97%20%E8%87%AA%E5%B7%B1%E8%AA%98%E5%B0%8E%E3%83%BB%E7%9B%B8%E4%BA%92%E8%AA%98%E5%B0%8E%20%E9%87%91%E6%B2%A2%E5%A4%A7%E5%AD%A6.pdf?dl=0

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【過去問解説 金沢大学】高校物理 磁気 自己誘導・相互誘導 その２

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この動画を観る前に「磁気 電気振動回路 順天堂大学 その１」を観てください。
   • 【過去問解説 順天堂大学】高校物理 磁気 電気振動回路  その１  

この問題のPDFファイルです。
https://www.dropbox.com/s/po6p04efzcb7lx1/%E7%A3%81%E6%B0%97%20%E9%9B%BB%E6%B0%97%E6%8C%AF%E5%8B%95%20%E9%A0%86%E5%A4%A9%E5%A0%82%E5%A4%A7%E5%AD%A6%202019.pdf?dl=0

電気振動中のコンデンサに蓄えられる電荷が与えられている。いずれも振動中心が０になるように作られているので解きやすい。

電気振動は微分積分を使わなくても解けるのでしょうが，そうするとコンデンサやコイルの合成公式を覚えていないと解けません。はたしてそれらは交流においても成り立つのでしょうか？
その疑問を解決するためには，やはり「キルヒホッフ第２法則」を立てるしかないのです。

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#高校物理 #電気振動 #磁気 #順天堂大学

【過去問解説 順天堂大学】高校物理 磁気 電気振動回路 その２

マナ物理へようこそ！

各素子に流れる電流を求めます。
位相の遅れ・進みなどを覚える必要はありません。
ただし，三角関数の微分・積分は必要です。

この問題のPDFファイルです。
https://www.dropbox.com/s/l73fv1yd1r8eme4/%E7%A3%81%E6%B0%97%20%E4%BA%A4%E6%B5%81%E5%9B%9E%E8%B7%AF%E3%81%AE%E5%9F%BA%E6%9C%AC%EF%BC%88%E4%B8%A6%E5%88%97%EF%BC%89%E5%90%8D%E5%8F%A4%E5%B1%8B%E5%A4%A7%E5%AD%A6.pdf?dl=0

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#高校物理 #交流回路 #並列 #名古屋大学

【過去問解説 名古屋大学】高校物理 磁気 交流回路の基本(並列) その１

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私立医学部の交流問題は数値計算をさせるものが多く，また実効値で答えさせます。この問題で実効値の扱い方に慣れてください。
一般的に，電流も電圧も実効値同士ではキルヒホッフの法則を立てることはできません。

別解として，「実効電圧が等しい」という解法を紹介しましたが，その後の展開としては，「コイルとコンデンサに流れる電流が逆位相であること」を覚えている必要があります。
（例の「かかる電圧に対して流れる電流の位相が2分のπ進む(遅れる)」というヤツやね）
でもね，そんなことを覚える暇があったら，英単語を覚えた方がいいです(笑)

この問題のPDFファイルです。
https://www.dropbox.com/s/kod2s62e47txn02/%E7%A3%81%E6%B0%97%20%E4%BA%A4%E6%B5%81%E5%9B%9E%E8%B7%AF%20%E5%AE%9F%E5%8A%B9%E5%80%A4%20%E6%9D%B1%E4%BA%AC%E5%8C%BB%E7%A7%91%E5%A4%A7%E5%AD%A6.pdf?dl=0

以下は，昭和大学選抜Ⅰ期医学部(2018年)の「ダイオードを含む交流回路の問題」です。
パズルのような問題で，私は結構好きです。
https://twitter.com/manabu_physics/status/1220726549831462912?s=20

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【過去問解説 東京医科大学】高校物理 磁気 交流回路 実効値

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基本的に「微分方程式（キルヒホッフ第2法則・運動方程式）」でも
「エネルギー保存則（エネルギー収支の式）」でも解けます。
（今は分からなくても，追々解説するので安心してください。）

「この特講が終わったとき，振動系の問題が怖くなくなる」
これがこの特講の目標です。


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高校物理 磁気 特講 振動 その１

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この動画を観た後に，「磁気 電磁誘導 『vBl公式』とファラデーの法則  その２」を観てください。
   • 高校物理 磁気 電磁誘導 「vBl公式」とファラデーの法則  その２  

電磁誘導は次の２パターンに分類できます。
１．磁場中で導体棒が動く
２．磁場自体が時間変化する
ここで，１．は「vBl公式」でもファラデーの法則でもどちらでも扱えますが，２．はファラデーの法則で扱うしかありません。

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#高校物理 #電磁誘導 #ファラデーの法則 #誘導起電力 #磁気

高校物理 磁気 電磁誘導 「vBl公式」とファラデーの法則  その１

以前投稿したものを一部訂正し，撮りなおしました。

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「電気振動」「単振動」を網羅的に勉強しよう。
「電気振動」の全パターンをおさえよう！」

いよいよ「電気振動」の問題を解きます！
基本的に，電気振動の問題は「エネルギー保存則」でも「キルヒホッフ第２法則」でも解けるということを示しました。


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 #電気回路 #電気振動 #角周波数

高校物理 磁気 特講 振動 その３

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磁気・電気・力学が融合する瞬間をとらえてください。（感動したとき用の）ハンカチの用意はいいですか？(笑)

「誘導起電力の仕事率」と「アンペール力（電磁力）の仕事率」が相殺することから，電磁誘導の本質は「磁場を介したエネルギーの変換である」ということができます。
磁場自体はエネルギーを生んだり消費したりはせず，変換を媒介する役割を持ちます。即ち，化学反応における「触媒」みたいなものと考えていいでしょう。

この動画を観る前に，「磁気 電磁誘導とエネルギーの変換 その１」を観てください。
   • 高校物理 磁気 電磁誘導とエネルギーの変換 その１  

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#高校物理 #電磁誘導 #磁場から受ける力 #電磁力 #磁気

高校物理 磁気 電磁誘導とエネルギーの変換 その２

マナ物理へようこそ！

「エネルギー収支の式」は「エネルギー保存則」ともよばれます。
この式を使う時の注意点をいくつか記しておきます。
１． 重力のした仕事は基本的に「外力のした仕事」と考えます。
２． １．を考えたときには，「重力による位置エネルギーの変化」を考えません。
３．摩擦力のした仕事は基本的に「外力のした仕事」と考えます。
４． ３．を考えたときには，「摩擦熱」を考えません。

すなわち，「ダブルカウントをしない」ということです。
具体的には，今後問題を解きながら説明していきます。

例題をどうぞ！
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#高校物理 #エネルギー収支の式 #エネルギー保存則 #電磁誘導 #磁気

高校物理 磁気 エネルギー収支の式 完全版

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いよいよ「電気振動」の入試問題を解きます！
実際の入試問題を解くことで確認しつつ，体得していこう！
必要があれば，【講義】(その１～３) に戻ろう。

今回の問題は，「終端速度型」と「単振動型」。

Ⅱ(3)が終端速度型。
できることはキルヒホッフ第２法則を立てること。
電流と電流の時間微分との関係式が得られる。
そこから，電流の時間変化の特徴を考えさせる問題。
𝑰-𝒕 グラフを描かせる入試問題もあるので，ここで練習をしておこう！


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 #電気回路 #電気振動 #東京大学

高校物理 磁気 特講 振動 その４

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誘導リアクタンス，容量リアクタンス，インピーダンスを求めましょう。
三角関数の合成はできますか？

三角関数の合成(詳細)のPDFファイルです。
https://www.dropbox.com/s/omm8f0hzmnl35ly/%E4%B8%89%E8%A7%92%E9%96%A2%E6%95%B0%E3%81%AE%E5%90%88%E6%88%90.pdf?dl=0

この問題のPDFファイルです。
https://www.dropbox.com/s/l73fv1yd1r8eme4/%E7%A3%81%E6%B0%97%20%E4%BA%A4%E6%B5%81%E5%9B%9E%E8%B7%AF%E3%81%AE%E5%9F%BA%E6%9C%AC%EF%BC%88%E4%B8%A6%E5%88%97%EF%BC%89%E5%90%8D%E5%8F%A4%E5%B1%8B%E5%A4%A7%E5%AD%A6.pdf?dl=0

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#交流回路 #並列 #インピーダンス #名古屋大学

【過去問解説 名古屋大学】高校物理 磁気 交流回路の基本(並列) その２

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電磁誘導は次の２パターンに分類できます。
１．磁場中で導体棒が動く
２．磁場自体が時間変化する
ここで，１．は「vBl公式」でもファラデーの法則でもどちらでも扱えますが，２．はファラデーの法則で扱うしかありません。

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#高校物理 #電磁誘導 #ファラデーの法則 #誘導起電力 #磁気

高校物理 磁気 電磁誘導 「vBl公式」とファラデーの法則  その２

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今回もスマホの(内蔵)マイクで録音しています。
自宅で，しかも子どものいない部屋に移動して録っているので，声質がどんどん変わっています(笑) 申し訳ございません。

問題はこちらです。
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今回の入試問題は，問題自体はサイクロトロンの基本問題ですが，解説に力を入れてみました。アニメの活用，そして大学レベルの背景の記述です。
物理通の人も是非，最後までご覧ください。

＜参考＞
最後の「粒子が半円周回る時間が長くなる」について。
「特殊相対性理論により，速さが大きくなると『質量が大きくなる』から」
と説明している本を見かけることがあります（かつては，専門書にも堂々とそう書いてありました…）。
この説明は誤っています。「質量」はただ一つ，ニュートンの質量だけです。それは速さとともに変わることなどないのです。
この辺の議論が好きな方は，「間違いだらけの物理概念」（出版社：丸善株式会社）の95ページ～134ページ「質量概念の落とし穴」（レフ・オクン）を読むことをおススメします。

再生リスト『「磁気」分野』です。
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#サイクロトロン #荷電粒子の運動 #学習院大学

【過去問解説 学習院大学】高校物理 磁気 サイクロトロン

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この動画を観る前に「磁気 ローレンツ力（質量分析器） 東京学芸大 その１」を観てください。
   • 【過去問解説 東京学芸大学】高校物理 磁気 ローレンツ力（質量分析器）その１  

この問題のＰＤＦファイルです。
https://www.dropbox.com/s/47cxzaj16xaf7sj/%E7%A3%81%E6%B0%97%20%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%83%84%E5%8A%9B%EF%BC%88%E8%B3%AA%E9%87%8F%E5%88%86%E6%9E%90%E5%99%A8%EF%BC%89%E6%9D%B1%E4%BA%AC%E5%AD%A6%E8%8A%B8%E5%A4%A7%E5%AD%A6.pdf?dl=0

Twitter上で問題・解答を見たい人は
https://twitter.com/manabu_physics/status/1248822934187069440?s=20

類題を解きたい人は
「電場・磁場中の荷電粒子の運動」
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#高校物理 #ローレンツ力 #質量分析器 #磁場 #磁気

【過去問解説 東京学芸大学】高校物理 磁気 ローレンツ力（質量分析器）その２

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東京大学後期日程(2001年)の問題です。
試験時間的には50分かけていいのですが，30分で解きたいところ。
「電気振動」から，大電流を流し続けるための回路を考察させる問題へと展開していきます。
私の好きな問題の一つ。

Ⅰ(B)では，単位について少し詳しく解説しておきました。「次元解析」や「単位」はこれから狙われる可能性が高いと私は見ています。
Ⅱ(A)では，コンデンサが並列であることから周期が簡単に出せますが，キルヒホッフ第２法則から導出してみました。

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電流の表し方「キュードット」（ニュートンスタイル）に慣れていない人は，
下の動画をまず観てください。（4分15秒くらいまでで大丈夫）
   • 【過去問解説 順天堂大学】高校物理 磁気 電気振動回路  その１  


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#高校物理 #電気振動 #磁気 #東京大学

【過去問解説 東京大学】高校物理 磁気 振動電流 → 永久電流

マナ物理へようこそ！

この問題のＰＤＦファイルです。
https://www.dropbox.com/s/96w3qfgb0m7hvg7/%E7%A3%81%E6%B0%97%20%E8%87%AA%E5%B7%B1%E8%AA%98%E5%B0%8E%E3%83%BB%E7%9B%B8%E4%BA%92%E8%AA%98%E5%B0%8E%20%E9%87%91%E6%B2%A2%E5%A4%A7%E5%AD%A6.pdf?dl=0

この動画を観た後に，「磁気 自己誘導・相互誘導 金沢大学 その２」を観てください。
   • 【過去問解説 金沢大学】高校物理 磁気 自己誘導・相互誘導 その２  

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#高校物理 #自己誘導 #相互誘導 #自己インダクタンス #磁気

高校物理磁気エネルギー収支の式完全版

シリーズ

高校物理　マナ物理「磁気」分野 #13

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高校物理 磁気 エネルギー収支の式 完全版

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