Question

あ

(2)の垢で囲んだ所が分かりません…

必修
基礎問
・サーの電場と電気容量
面積Sの電極 A,Bからなる平行板コンデンサーがあ
る。 電極間は真空で、電極間距離はdである。 図1のよ
うに,電極Bを接地し電圧 V の直流電源をコンデンサー
につないで,十分に時間が経った後,電源を切り離した。
ただし,真空の誘電率を co とする。
めよ。
(1) 電極間の電場の強さとコンデンサーの電気容量を求
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次に,図2のように,電極Bに接するように,電極と
同形で厚さ 1の誘電体電極Bに接して完全に挿入し
た。誘電体の誘電率は,真空の誘電率の2倍(比誘電率2)
である。
(2) 電極Aと誘電体の間の電場の強さE と誘電体内部の電場の強さE2を
求めよ。
物理
off
図 1
図2
A
誘電体
d
B
2
(3) コンデンサー内部の電位を電極Bからの距離yの関数としてグラフを描
け。ただし,電極 A, B の位置はそれぞれ,y=d, y=0 である。
(4) 図2のコンデンサーの電気容量 C を求めよ。
(奈良女大)

1
B
A
誘電体
B
E2を
(1) コンデンサー内部の電場および電気容量の公式より,
解説
電場の強さ:E=' 電気容量 : Co= d
V
ES
② 電極が孤立したので、A、B の電荷は保存し、(1)の場合と同じである。よって,
真空中の電場の強さE は, (1)と等しい。また, 誘電体内部の電場の強さは比誘電率
に反比例することから,
1 12 7 1 465 2
から?
v=k-
Q=CV
E=d
・Ⅴ
E=Eo=- d'
E2=E1=
E₁ V
2d
d
(3) 電極B (y=0) の電位は0である。 y=
d_v
4
==
および y=d の位置の電位をそれぞれ
2
電位
V1, V2 とすると, 0V1<V2 であるから,
1 + 2 =
V1=0+E2-
=
d 3
=
V2=VitEy 2 4
では電位のグラフの傾きは一定だから,これらの
-V
3 v
4
V
0
2