物理
高校生
大門2の(ウ)で電気量保存則の立て方が分かりません。そもそもコンデンサー2に蓄えられる電気量が2q0-q1になる理屈が分かりません💦
A
モーター
0.S ル
床
(n9
2.0
図3
次の文章を読み,以下の各問に答えよ。
2
図1のような一辺の長さ w [m]の正方形の薄い金属平板2枚を用いた間隔 d (my
の2組の平行板コンデンサーC, Cg がある。平板の空間は真空 (真空の誘電率
F/m))であるが,コンデンサー C2 には図の右側から平板と平行にx [m]だ
ナ比誘電率,P誘電体をゆっくりと挿入していく。誘電体は w × 20× d [m]の
すき ま
吉右体で、挿入された部分は平板間に隙間なく埋まる。ただし, コンデンサーの
周辺部の影響は無視できるものとする。
ア) コンデンサー C, の電気容量(静電容量) Ci[F] を w, d, x, Eo, E, のう
ち,必要なものを用いて表せ。
)誘電体をェだけ挿入したときのコンデンサーC。 の電気容量 C,[F] を w,
1, 2, E, Er のうち,必要なものを用いて表せ。
と C。を図2のように並列接続する。最初に, コンデンサー Caに誘電体を挿
ない状態(z = 0)でスイッチSを閉じて電荷を蓄えたところ, C, C2 とも
ー明期
長崎大-理糸則の
2021 年度 物理 33
32 2021 年度 物理
に電荷が%(C)となった。 その後, スイッチSを開いて, 誘電体を挿入していく。
スイッチS
(ウ) C に誘電体をェだけ挿入したとき, コンデンサーC, に蓄えられている電杏
1(C)をC, C。 を用いて表せ。
幼楽の
電池
C
の
トロ
に誘電体をrだけ挿入したときのコンデンサー C,に蓄えられている電荷
1をrの関数で表し, 横軸z, 縦軸のとした関係を表すグラフを0Sr Sw
くム
図2
の範囲で作図せよ。ただし, en= 8.9× 10-12 E, = 5.0, w = 0.5, d = 0.1,
90 = 2.0 × 10-3とする。グラフは概形が判別できればよいが、 (x= 0, エ= 0.2,
2= 0.5のときの94の値を, 点線の補助線を用いて図中に示すこと。
次の文章を読み,以下の各間に答えよ。
3
次に,誘電体をコンデンサーから取り出し,再びスイッチSを閉じて2つの
コンデンサーの電荷をそれぞれ go とした。
1 図1のように,上下の最大変位の大きさがそれぞれ1mの正弦波で表され
なの条
天番開の 5類章文0大
る波形が図の左から右に移動している。図には時刻t= 0sにおける波形を実
オ) スイッチSを閉じた状態のままでコンデンサー Caに誘電体をェだけ挿入し
線で、それがら0.2s 経過した時の波形を破線で表している。この間, 図にA
たとき,C, の電荷 9および C の電荷 92は, qo と比ベてそれぞれどのように
点として示している波の山 Aは1m 右方向に移動して見える。また、実線て
変化するかを理由も含めて説明せよ。
表しているtそ0の時の波において変位が0となる隣り合う点の間の距離に
の D
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スイッチを切ったら電荷はどういうふうに移動するんですか？