Question

まあ

Q1' Q2'の出し方を教えていただきたいです

問題
90
電気量保存の法則 ②
次の文中の空欄にあてはまる式を記せ。
図のように、電圧V[V] の電池 E1 と E2, 電
気容量 C〔F〕 のコンデンサー C1 と C2, および
スイッチS と S2を接続する。 はじめ, スイ
ニッチは開いた状態であり、コンデンサーは電
荷を蓄えていないものとして、次の操作 Ⅰ か
らⅢを順に行う。
a2
S2
, b2
E1E2
C₁
Si bi
18
物理
C₂
操作Ⅰ スイッチ S1 を a1, スイッチS2をa2 に順に接続した。 コンデンサー
C] の右側の極板に蓄えられる電荷は, Q (1) 〔C〕である。
=
操作Ⅱ スイッチ Si を bi, スイッチ S2 をb2に順に接続した。 このとき、コ
ンデンサーCの右側の極板および C2の左側の極板に蓄えられている電
荷をそれぞれ Q1 Q2 とすると,Q=Q1+Q2 である。 一方, キルヒホッ
フの第二法則より、VをQ1. Q2, C で表すと, V= (2) 〔V〕である。 Q
Q2をCVを用いて表すと, Q1 = (3) (C), Q2 (4) 〔C〕である。
操作Ⅲ スイッチ S1 を a1, スイッチS2をa2 に順に接続したあと, スイッチ
S1 を b1, スイッチ S2をb2に順に接続した。 コンデンサー C」 の右側の極板
に蓄えられている電荷をC, Vを用いて表すと. (5) (C) であり、コン
デンサーC2の左側の極板に蓄えられている電荷をC, V を用いて表すと,
(6) 〔C〕である。
〈愛媛大〉

(56) (2)~(4) と同じ手順で解いていこう。
まず, スイッチをa1,a2 に接続すると,
回路から離れたC2 は電荷 CV [C] のまま
で、Cは充電されて(1)と同じCV〔C〕が
蓄えられる。スイッチを b1, b2に接続し
たあとについて, C1 の右側の極板と C2
の左側の極板の電荷をそれぞれ+ Qi'[C], + Q2 [C] とおこう。電気量保存
の法則の式は、2CV = Q1' + Q2′ ....3
E2
V
3
Qi + k
キルヒホッフの第二法則の式は,V=-Q1
C
C
③.⑨式より. Q11/12CV[C].Q=12/2CV[C]
Q₁
C
- Qi + Q₁ +Q₂²] [-Q₂
-CVI
+CV + CV-CV
切り替え前の電荷
つ
aut
....4
Point
コンデンサー回路の問題は,極板の電荷を文字でおいて、電気量保
存の法則の式とキルヒホッフの第二法則の式を立てて連立する
第4章 電気

電気量保存の法則