物理
高校生

⑷の符号がよく分からないので詳しく説明お願いします。

* 3 を訂電体の押入 真空中に,1辺アの正方 | 形の極板 2 枚が距離 ⑦ だけ隔てて固定された平行 にーー 板コンデンサーがある。図のように, このコンディー 輝2 ンサーを電圧 の電池につなぎ, 極板間に極板と ンー 同じ面積で厚さ , 誘電率 = の誘電体を距離々だ に け挿入する。 真空の誘電率を eSきら9 5jd%55 (1) 誘電体が挿入されているときのコンデンサーの電気容量 C を求めよ。 図の状態から, 誘電体をさらに微小な距離 2を だけゆっくりと挿入した。 (2) コンデンサーに蓄えられる静電エネルギーの変化 ブ/ を求めよ。 (3) コンデンサーに蓄えられる電気量の変化 dQ と電池がした仕事 MP を求めょ。 (4) 誘電体を挿入するときに外力がした仕事 中 を求めよ。 (5) 誘電体が極板から受ける力の大きさ 万 を求めよ。また, その力の向きは, 極拓 に引き込まれる向きか, 押し出される向きか答えよ。
(4) エネルギーと仕事の関係から, ブゾニ『r十 ゆであるから, (=-gpんアンを (=一go)んレイを 中ニブゾー りー 2の | (egゅんアァ -。 (=一@りとピz て 2g 2g (5) <より, 中<0 なので, 外力の向きは, 誘電体が移動する向き とは逆向きである。 誘電体が受ける力は, 外力とつりあっているの | で9 その向きは極板間に引き込まれる向きである“"。また, 外力の大 きさはアアに等しいので, っ 2 中ニーア7 よって, がーーと 、 2 1 (ーリルレ き…李板問に引き込まれる向き | 2〆 設問文の中の くりと」には, [放電 はたらく力のつりぁ 保ちながら]と. [ で発生するジュー』 無視する]といぃぅ: 意味がある。

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