Question

いな

1番最後の問題文についてです。
「電源電圧の値を0にする」というのは「極板間の電位差を0にする」という認識であっていますか？

9. ばねにつながれたコンデンサー [ 福島大]
図1に示すように, 半径0.10mの金属円板 B を水
平に固定し, その真上にBと同じ金属円板 A を導体
でできた軽いばねと接続して水平に固定した。 このと
きばねは自然の長さで,円板間距離は7.0×10-3m
であった。Sはスイッチ, Eは直流電源である。金属
円板間の空気の誘電率を
lllllll
ばね
1
F/mとし,重
金属
円板
4 x 9.0×10
7.0×10-3m
力はないものとして,次の問い[A]~[C] に答えよ。
[A] 円板を固定したままスイッチSを閉じ,電源電
圧の値を2.52 × 103V まで徐々に大きくして,その
後,スイッチを開いた。次の値を求めよ
(1) 金属円板 AB間の電気容量
(2) 円板Aに蓄えられる電気量
(3) 円板間に蓄えられる静電エネルギー
スイッチひらいている。
[B][A]の状態において,円板間には引力がはたらい
ている。いま, 円板 A の固定を解いて、この引力
につりあう力で支えながら円板AをBにゆっくり
と近づけていったところ、 図2に示すように円板間
距離が 6.0 × 10-3mになったとき, 引力とばねの力
がつりあった。 円板Aを動かしている間の円板間の
引力が一定であるとして,次の値を求めよ。
(1) 失われた静電エネルギーの大きさ
(2)引力が円板にした仕事と失った静電エネルギー
の大きさが等しいとして求められる円板間の引力
うう (3) ばねのばね定数
図1
Qは保存される。
B
S
E
12.82×10
す
S
2
E
A
6.0×10-3m
B
図2
SER
RCD=
QCDのD20
le [B] の状態から、蓄えられた電荷を放電し、電源電圧の値を0とした。円板 A が静
止した後、電源電圧の値を徐々に大きくしたところ円板AとBの間隔が 5.0×10-m
になった。このとき電源電圧の値を求めよ。
ばねのびている
極板の商20
引
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