物理
高校生

I) ② Q‘を求めるときについて、誘電分極により現れる電荷はどのようにして求めればよいですか。

応用例題 33 誘電体の役割 真空中に置かれた. 極板面積 S. 電気容量Cの平行板コンデンサーがあり, こ れに電圧 Vの電池をつなぐ。充電が終わった後, i ), i)の条件のもと, ①, ② の操作をする。真空の誘電率を Eu とする。 i)電池をつないだまま。 のコンデンサーの極板問隔を2倍に広げる。 ②続いて極板間を比誘電率2の誘電体で満たす。 i)電池を取り外してから、 3コンデンサーの極板間隔を2倍に広げる。 ④続いて極板間を比誘電率2の誘電体で満たす。 O~のの操作の後,コンデンサーの電気容量, 種極板問電圧, 蓄えられる電気量, 極板間の電場の強さ, 静電エネルギーをそれぞれ求めよ。 電池につないだまま→電圧 Vが一定。 電池を取り外してから→電気量Qが一定。 考える S Co= So, C= ErEo = S, Co, Q= CV, E=。 03 P S (Qは極板上の電荷と誘 電分極により現われた電荷の和)より求める。 S°3
2の操作後は、 図3より、 図3 +CV 電気容量C=D€, G;=2.4-C V CV 電池をつないだままなので 極板間電圧 V;=V 電気量 Q=D CVュ= CV 2 CV -CV CV- 2 CV 極板間の電場の強さ E.= EoS Eo S 2e0 S 1 静電エネルギー Us CV 2 ③の操作後は、 図4より, 図4 +CV S 電気容量 C。 = Eo' S C 2V+ +」 1 ー 2d 2 d 2 *電池を取り外してからなので、 電気量Q= Q = CV CV 2V -CV * 極板間電圧V3= C。 C 2 CV * 極板間の電場の強さ E.= EoS EoS * 静電エネルギーUょ= GV C, V3°=D CV 2

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