(3)なぜ極板間の距離を2倍にしているのに電位差は変わらないとして計算しているのですか？

458. 極板の間隔と電位差図のように、 電気容量 0.20μF の平行板コンデンサーの両端に, 40Vの電池をつなぎ, ス イッチSを閉じて充電した。 次の各問に答えよ。 (1) コンデンサーにたくわえられる電気量はいくらか。 (2) スイッチSを開いたのち, 極板の間隔を2倍にした。 このとき, 極板間の電位差はいくらか。 (3) (1) の状態で, スイッチSを閉じたまま極板の間隔を2倍にした。 このとき, コン デンサーにたくわえられる電気量はいくらか。 N 例題60 ヒント (2) スイッチSを開くと,極板の電気量は一定に保た 140V S 0.20μF

コイルのリアクタンス(抵抗)が意味不明です。 どうして発生するんですか？ そもそもコイルの自己誘導は電流に比例するわけですが、電流はカイロの抵抗に反比例しますよね。 抵抗がない回路の電流はV=RIから無限になってしまって 無限な電流を相殺する逆起電力？？？ みたい... 続きを読む

VO I

37についての質問です。外力が静電エネルギーの変化だということは理解できてますが、静電エネルギーの変化の前後で式が違うのが納得できません。C、V、Qのうち分かっているものを式に用いることは知ってます。 この問題で、前と後の基準はどこですか？私は電池を切ったあとのことを聞かれ... 続きを読む

Ex 2 で、続いてスイッチを切り, 挿入した金属板をゆっくり引き抜くのに 要する仕事 W2 はいくらか。 Q&A [回路に抵抗を入れないときはどうなるんですか。 電池のした仕事が

(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 50 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)

赤線部分について質問です。等温変化なのに、熱が出たり入ったりしていたら温度変化がありそうなものですが、どう解釈すればよいのでしょう？

等温変化 温度が一定のまま、 圧力や体積が変化する状態変化を等温 変化といいます。 これは、熱を伝えやすい素材でできた シリンダーにおいて、 ゆっくりとピストンを動かして常に 内部と外部の温度を等しくしておくような状態変化です。 Tが変化しないので4U=0 であり、 ① 式 4U = Q + W は 0=Q+W となります。膨張させると外部から熱を奪い (W<O、Q>0 等温膨張)、圧縮すると外部へ熱を放出します (W>O、 Q<0 等温圧縮)。 ②式 pV T = (一定)は、Tが一定であるので、 PV=(一定) となります。 圧力と体積が反比例するという意味です。 ボ イルの法則のことです。 温度を一定に保ちながら、 ピ ストンを引くと圧力が下がり ます。 ピストンを押し込むと 圧力が上がります。 p-Vグラフにおける等温変化の 曲線は等温曲線に沿った線と なります。 温度(=分子スピード)を一定 に保ちながら体積を大きくす ると、ピストンと衝突する回数が減り、 圧力が下がりま す。 体積を小さくすると、ピストンと衝突する回数が増 え、圧力が上がります。 ↑ ↓

(3)の解き方について、 いや、(1)と(2)を利用しろ！！と思うかもなのですが、我流でやってみたかったのでやってみた結果間違いました。 これ分母に2がつくのはなぜですか？

発展例題 38 極板間にはたらく力 4x 電気容量 C,極板間隔dの平行板コンデンサーがある。両極板 には, ±Qの電荷がたくわえられている。極板間の電場は一様で あるとして,次の各問に答えよ。 (1) コンデンサーがたくわえている静電エネルギーを求めよ。 指針 極板を引きはなす仕事の分だけ, コ ンデンサーの静電エネルギーは増加する。 また, 引きはなす力と極板間の引力の大きさは等しい。 解説 (1) 静電エネルギーをひとして, U=- 2C 2) 極板を引きはなした後の電気容量を C' とす る。 電気容量は,極板間隔に反比例するので, C'=- -Q (2) 極板間の距離をゆっくりと⊿x引きはなしたときの静電エネルギーを求めよ。 (3) 極板間にはたらく引力の大きさを求めよ。 d d+4x U'は, -Cとなる。 求める静電エネルギー U'=- 2C' = d Q² (d+4x) 2Cd 発展問題 473 Q24x 2Cd +Q (3) 極板を引きはなす力の大きさをFとする。 この力がする仕事 F⊿x は,静電エネルギーの 増加分 U'-Uに等しい。 FAx=U'-U= 2Cd 極板間の引力の大きさは,極板を引きはなす ときに加える力の大きさFと等しい。 (注) 真空の誘電率を ε, 極板の面積をSとする。 C = [S/d から, Cd=Sであり、力の大きさ Q2/(2Cd) はQ2/(2S) と表される。 Q, S, & は極板間隔が変化しても一定であるから,極板 間の引力は一定となる。 F=

電池を用いてコンデンサーを充電した際に、電池とコンデンサーの電圧が等しくなることについて、違和感があります。 電荷は高電位側から低電位側に移動すると言われますが、これは重力で考えると高さが2ghのところからghのところに物体が落ちるみたいなことを言っていて当たり前のこ... 続きを読む

(2)でAより左側に電位がゼロとなる点が存在しないのは何故ですか？

(3) 電場が電荷gに正の仕事をする区間はどれか。 また, その仕事は何Jか。 (4) 点D付近は、一様な電場とみなせる。 電荷gを点Dに置いたとき, 電荷g にはたら 例題36 く静電気力の大きさと向きを求めよ。 >COOP.I S 248. 電場と電位図のように.2.0×10°Cの正 2.0×10-°C 電荷,および -1.0×10-Cの負電荷をもつ2つ の小球A,Bをα 〔m〕 はなして固定する。 小球A AYO a[m] の位置を原点とし, AからBの向きにx軸をとる。 次の各問に答えよ。 (1) 電場が0となる点のx座標を求めよ。 'S coptrim y -1.0×10°C B x x軸上で電位が0となる点のx座標を求めよ。 例題35 ヒント (1) AB間に電場が0となる点は存在しない。 それぞれの電荷の符号と大きさから、電場が0と なる点がどの区間に存在するのかを考える。

物理基礎「力のつり合い」の問題です。 写真一枚目が問われている問題で、 二枚目が模範解答、 三枚目が自分の解答（途中）です。 57(3)の問題を考えているのですが、 　　 √2　 1 W＝ ー S ( ー ＋1 ） 　　 2　 √3 のあとにS＝　にどうや... 続きを読む

57. (力のつり合い) 2本の糸A, が水平な天井となす角を45° 30° に答えよ. 糸A 45° 重さ Wのおもりをつり下げた. 糸 A, B Bで下図のように, Tとして、次の問い 糸A,Bの張力の大きさをそれぞれS, 45° 30° 30° 糸B (1) 水平方向の力のつり合いの式を書け. 水平右向きを正とする. (2) 鉛直方向の力のつり合いの式を書け. 鉛直上向きを正とする. (3) S, T をそれぞれW を用いて表せ.

良問の風で.コンデンサーの解説に、直列ははじめ帯電していないこと、と書いている割に、100の（4）で、帯電してるコンデンサー相手に、誘導体の挿入を直列と見て解いてます。なぜこれを直列と見ていいのですか？

2 コンデンサー コンデンサー Q=CV V=Ed C = CS=5,6,8 ES EES d f:誘電率 電気量 +Q 電気容量 C E : 真空の誘電率) の誘電率) -Q + =e/so : 比誘電率 静電エネルギー 1/2CV:=1212ev-20 Q² 高電位 + | + + d場E 電位差V 低電位 at 合成容量 並列･･･ 電圧が共通…. 直列... 電気量が共通 W ※ 直列は,はじめ帯電していないこと C=C + C2 + ・・・ 1_1 c = c + 1 ₂ + ... CCC 2 面積S ・試験) E 100 共に面積 S [m²] の2枚の金属板を距離d [m] だけ離して平行板コンデンサーをつくった。 この コンデンサーに起電力 V〔V〕 の電池とスイッチS をつなぎ, Sを閉じて十分に時間がたった (以下, これをはじめの状態とする)。 真空の誘電率をco [F/m〕 とする。 (1) コンデンサーの電気量Qo, 極板間の電場 (電界) の強さE,静電エ ネルギーUはそれぞれいくらか。 (2) スイッチ S を閉じたまま, コンデンサーの極板間隔を2dに広げ た。コンデンサーの電気量と電場はそれぞれ何倍になるか。 (3) はじめの状態に戻し、スイッチSを開き, 極板間隔を2dに広げ NEALS SOL 金属板 O Vo 電池