物理
高校生
解決済み

見づらいところがあるかもしれないのですが、このように解きました。Vx とかVy って置いたところは等電位ですよね?って言うことは問題で⑵の問題にはなっていないですが、C3に加わる電圧も2/15になるってことでいいですか?
明日テストなので回答いただきたいです。

題 7 コンデンサーの接続 図のように, 電気容量がそれぞれ C 2C 3C[F] のコンデンサー C1, C2, C3 と, 電 圧V[V] の電池, スイッチ S1, S2を接続し た。 最初 S1, S2 は開いており,C1, C2, C に電荷は蓄えられていないものとする。 電気量について Q=CV1 = 2CV2 この2式より V2=1/1/23V[V], Q=12/23CV[c] (2) (2) S1 を開きS2 を閉じると, C2 と C3 は並列になり, それぞれの電気量, 電圧は図のようになる。 破線で囲ま れた部分は孤立しているので,電荷 の移動の前後で電気量が保存される。 -Q+Q=-Q+Qz' + Q3′ より V 解 (1) C1とC2は直列になり, 図のように充電される。 AB間の電圧について V1 + V2 = V (1) A V S₁ C₁ 5C (1) S1 のみ閉じたとき, C2 に加わる電圧 V2 [V] を求めよ。 (2)次に, S1 を開いてからS2を閉じた。 C2 に加わる電圧 V2 ' [V] を求めよ。 +Q..-Q V₁ V21 B _+Q-Q Q2′+Q3′=Q また、電気量について Q2' = 2CV2', Q3'′ = 3CV;' 2 =1/35[V] 以上の式と (1) のQの値とから V2′= V2′ Thº +Q -Q +Qz' -Qz' C2 S 2 V2′ C3 +Q3' -Q3
Voeg 0. C (V₂-V) +20 (1₂-0) 0-cla-cl +2c²a J°C -30kg = = CL Vr₁ = $V O Vy C 20V-180ty 2℃ 20-20 (1-0) 13C (bg-0) 20 = 2cbg f3/9=25c²y L. 752 3C tr

回答

✨ ベストアンサー ✨

まずC3に加わる電圧も2/15Vで間違いないと思います。
ノートを拝見すると電気量保存を『電位の解法』で解いておられるのがすごいと感じました。
C1の左が断線し、蓄えられていた電荷が静電誘導で固定され、新たに導線でつながったことで
C2に蓄えられていた2/3CVの電荷が並列(等しい電圧)のC2とC3に分配される。
だから、2/3CV÷(2C+3C)=2/15Vと答えを出しても正解になるはずです。

ヒヨコ!

ありがとうございます!
塾の先生がこの解き方でやれと言っていたのでやっていました。でも、ワークの答えなどは電位での解き方ではないのでいくつか電位で解けるのかなと思っているところがあるのですが、可能であればそれにお答えしてもらうことは可能でしょうか?

るーつ

こちらこそありがとうございます。電位の解法は入試の複雑な問題で役立つと思います。
返信が遅くなってもよろしければ可能です。
またいつでもご質問ください。

ヒヨコ!

ありがとうございます😊
こちらの問題はどんな感じになりますでしょうか。
あと、この問題では電位で求めていくやり方の方が遠回りな計算ですか??

るーつ

こんばんは。セミナー物理の発展例題ですね。
この問題では初めにC1に蓄えられた電荷が、並列(同じ電圧)のC1+C2に配分されるで解く方が早いと思います。確かに電位の解法は遠回りになりますね。

電位の解法なら、右下の電位を基準(0)として、S2を閉じた後のS2の導線の部分の電位をxとして、電気量保存の式
2.0μ×(x −0)+3.0×(x−0)=400μC
を解くとx=80Vと求まり、それぞれの電気容量をかけて、各コンデンサーの電荷を求めることもできます。

ヒヨコ!

ありがとうございます😊
また質問なのですが、この問題の⑵ではどのようになりますか?自分がやったやり方では答えが出ない気がするんです。すみません、お願いします、

るーつ

(2)を電位の解法で解くと下の画像のようになると思います。

ヒヨコ!

なるほど!!!ありがとうございます😊
とってもよくわかりました!

ヒヨコ!

度々申し訳ありません。
この場合での電位で解くやり方はどうなりますでしょうか。
お手数ですが解説お願いします。

るーつ

画像の説明で失礼します。
この問題をできるようにしておくのいいと思います。

ヒヨコ!

本当にありがとうございます😊助かりました!!
本当に申し訳ないのですが、数3の極限を教えていただくことは可能でしょうか。

るーつ

ありがとうございます。忙しい時に返信が遅くなりますが、それでもよろしければ数3の極限も質問してくださいね。

ヒヨコ!

どちらも⑴なのですが、一枚目の方では3枚目で書いたようになるはずじゃないのかなって思いました。
多分xを∞に飛ばす問題だったら答えは0ですよね?
なぜ、xを0に飛ばした時は極限が存在しないのかわかりません。
2枚目ではこの問題ははさみうちの原理を使って解かないのかなって思いました。この問題だけ、置き換えをして解いているのでなにかあるのかななんて思ったりもしたのですが。
すみません、解説お願いします。

るーつ

画像の説明で失礼します。

ヒヨコ!

なるほど!ありがとうございます😊
助かります!!

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