電荷が左右で同じならガウスの法則からそう言えますが、電池を繋いだままなので右側の電荷は左側の電荷のεr倍になって左右で電場は変わりません。
これは解答のように電位差が同じことから直接言えますが。
物理
高校生
19(3)(ア)ですが、εr:1になりませんか？
誘電率εrの誘電体内では電場が外部の1/εr倍になるのではないのですか？
19 コンデンサー e
量紀 コンデンサー
| 電気容量CCのコンデンサー
| 起区カYの電池をつなぎ,スイッ にを8
| ナチ8を閉じて充電する(極板問は ン
| 呈 シュ
|
上
空気で これをはじめの状態と -
よぶ)。コンデンサーの極板は1
辺が長き 7 の正方形で. 極板問の 還
電場は一様とする。また. 空気の比誘電率を 1 とする
1. はじめの状態からSを開き. コンデンサーと同形で比放電幸 e。の
誘電体Dを図のように x だけゆっくりと潮らかに挿入する
このときのコンデンサーの電気容量 C と電圧 ,をボめよ。
D の挿入の際. 外力のした仕事 W, を求めよ。
エ. はじめの状態に戻し, S を閉じたままD を*だけゆっくりと道ら
かに挿入する。
(3) Dが挿入されていないL側と挿入されているR側について.
次の基の比は, 何 : 何となっているか。
L ]R
|
李板の電奏度 (単位面積あたりの介所) ]
(4) * の位置から, さらにDを2x だけ押し込む。この間について
次の量を求めよ。
電池のした仕事Ve
外力のした人事史
(誘電体に働く静電気力の大きミア
D を完全に挿入した役. 8を開く。そして, Dを極板問から完
全に引き出すとき, 外力のする仕事Wsを求めよ。
(藤岡大十由口大)
evel G) ②③ ⑭文克 ⑤
19 コンテンサー em
) 工側の電気量は の
荷審度ゐは
一 R側の電気量は 6
り. 電箇審度みは 人
am人っGOY 。。:。=ure
較では、わかりやすくすき間をもうけ. 話電分極の影響を見やすくし
でいる。し側と同じ電場 となるために、R側の電徐度は大きくなっ
でいる。なお. すき問の電場を j。 とすると,ぢー記/。 である
(0の *のときの電気基は @ニCV であり ェ2< のときの電気基を 6
電気容量を でC とすると、①を用いて
のーcr= =UG+29 ay
よって 2だけ押入する韻に電池を通った電気量J0 は
29=@-@=cv-cv= 02
中=のーーリoW
の@ー CV と①より @ はの1次式となっている。「ゅニーgx十も なら
タニo2r」 (エッモシス(上)p 153) を用いると③④へすぐ移れる。
(《) 外力と電池がエネルギーの供給をし. コンデ っDow'<]
ンサーの藤電エネルギーを増加させていると考 えsのがコッ |
えると, エネルギー保存則は
員二喉ニすCPーすCV
ーッ (ea ーー(mニDO
ゆ ゆっくりと挿入しているのでカカのつり合いが成り立ち 外力の大きき
は藤電気力の大きさ了7 に等しい。
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