20番　 孤立しているのに電圧があるのは、もともと充電されてるからってことですよね？

54 電磁気 20 I 解 (1) はじめは電圧Vがかか の電 は0である (それは C2 の上側極板が孤立していて 電気量0のままだから)。 実 V'= 一方, C2 の電気量や電 Q=C,V S 1 時間的に追うと、G」の電荷の一部が2に移り の電圧が下がって C2 の電圧が上がりやがて両者 の電圧は等しくなる。 Q₁+0=(C₁+C₂) V' C1 -V [V] また Q2'=C2V'= C1+C2 [C] (2) C1, C2 からなる並列コンデンサーに電圧 Vがかかるから, 全電気量 Q' は Q'=(C₁+C₂) V 並列コンデンサーの電気量の増加はQ'Q=C2V [C] これこそ電池を通った電気量である。 C₁ 次に〈直列〉。直列は,各コンデンサーがは じめ電荷をもっていないという状況からス タートする。全体に電圧 V をかけたのが右の 図 a ありますので CC2V C+C2 通過電気量・ 関連する極板の前後の電気量を押さえる スイッチを通った電気量などもよく問われる。 スイッチにつながる極板はど れかから思考が始まる。 2つ以上の極板につながる場合は, 総電気量の変化を 追えばよい。 20 V A fulのコン /20Vで充電された10μF のコンデン サー C, と, 10Vで充電された40μFの ンデンサー2をつなぎ, スイッチを入れ ると何Vになるか。 図a, bの場合につ いて答えよ。 る席の確保、長時間 ·····ださい +Q C2 合わせて Q₁ +0 C1 図b [V' トクQ=CVの単位は[C]=[F]×[V] が基本だが,[μC]=[μF]×[V] マイクロ でもよい。 10- を表すが両辺にかかっているからだ。 v合わせて V2

「物体の運動エネルギーの変化量は動摩擦力が物体にした仕事に等しい」ということは、 動摩擦力が物体にした仕事と運動の向きにした仕事は等しくなりますか？

知識 仕 139 動摩擦力による仕事粗い水平面上で,質量2.0kgの物体に3.0m/s の初速度を与えてすべら 1/2 ます せると 6.0m進んで静止した。 物体が受けた動摩擦力の大きさは何Nか。 x 120 3 F = MN ½ my ² fmy ³² = 14 IN=F-20 22x2x1²2-1×2×9=120 用 20x61120J

27 解説の1行目で、なぜBが高電位になるんですか？ あと、図1の印の部分がどうしてこうなるのか分かりません 解説をお願いします🙇‍♀️

** * 面積Sの3枚の金属板A, B, C を間隔で並べ, 図のように電池や導線で結ぶ。 B上の電荷を求めよ。 次 にスイッチ Kを切り, B を上にxだけ上げたときの BC間の電位差 V' を求めよ。 間隔dのときの容量をC とし,誘電率をco とする。 KI VL A B C C C d d

(3)で、回答の青マーカー部分がよく分かりません。 なぜV2-V1なのですか？

ナーを含む直流回路 図のように、抵抗値 R1= 200 [Ω], R2=300 〔〕, R3=100 〔Ω〕 の抵抗 R1, R2, R3, 電気容量 Ri Ci=4.0[μF〕, C=1.0 〔μF] のコンデンサー C1, PH C2, 起電力 E=12〔V〕 の内部抵抗が無視できる C₁ 電池 E, スイッチ K, と K2 が接続された回路が KI ある。コンデンサー C1, C2 は はじめ,電荷を もっていないものとする。 I. (1) K2 だけを閉じて時間が十分に経過した。 ME / K₂ V2 NV2 E METO A 物理 KAP R₂ EQ FC₂ R 3 抵抗 R を流れる電流 〔A〕 を求めよ。 (2) (1)で,コンデンサー CL, C2 に蓄えられている電荷[μC] を求めよ。 次に, K1 を閉じたまま K2 を閉じて時間が十分に経過した。 コンデン サー C1, C2 に電荷が蓄えられるまでに K2 を通って移動した電荷の大 きさ [C] を求めよ。 また、電流はMからNへ流れたか, またはNから Mへ流れたか。 ⅡI. (4) I. (1)において, K1 だけを閉じた瞬間に抵抗 R に流れる電流 〔A〕 を求めよ。 (電通大)

赤丸のところは分かるのですが、オレンジの部分を足す理由がわからないです。 氷-20℃⇒水0℃と、水0℃⇒水10℃の分の熱量だけ足すって考えました。 教えてください🙇🏻‍♀️🙇🏻‍♀️

水と金属球の比熱容量をそれぞれ 4.2J/(g・K), 0.35 J/(g・K) とする。 日常 214 状態変化を伴う物体の温度変化 ① 外側を断熱 した熱容量の無視できる容器に20℃の水を330g と -20℃の氷を入れておくと, やがて 10℃になった。 入れた氷の質量は何gだったか。 水の比熱容量を4.2J/(g･K), 氷の比熱容量を 2.1J/(g・K), 氷の融解熱を3.3× 102J/g. とする。 240²√72 -20℃の氷 20℃の水 330 g 10℃の水

張力はTということはわかるんですけど、Nってどういう意味の英語の頭文字？なんですか？💦

指針 点Aのまわりの力のモーメントの和が0となることを用 いる｡ 解 棒ABの長さを21[m]とする。 棒AB にはたらく力は図のようになる。 並進運動し始めない条件より NA-TBcOS 30°= 0 TA + Tsin 30° - 6.0 = 0 回転運動し始めない条件より,点Aのまわり の力のモーメントを考えて 用 (34 TB sin 30°× 21 - 6.0 × l = 0 ‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒ ...... ② 2 (1)③式より TB = 6.0N (2) ②式より TA = 6.0-TB sin 30°= 3.0N thats @PENUED TH as SC (3) ①式より NA=TEcos30°= 6.0×15.2N C TA A ①1 NA 0 TB (as) TB sin 30° 30° TB COS 30 B I 16.0N 点Bのまわりの 力のモーメント を考えてもよい。 ATC1DS

コンデンサーを含む回路についてです。(1)がわからないです。何故R1.R2に電流が流れないのですか。

(4) (3) で求めた電流の 0 200M 図の回路で, R1, R2,C R1 262. コンデンサーを含む回路 R3 はそれぞれ抵抗値 200Ω, 300Ω, 100Ωの抵抗, C1, C2 は それぞれ電気容量 4.0μF, 1.0μFのコンデンサー, Eは起電 力 12V の内部抵抗が無視できる電池, K1, K2 はスイッチで ある。C1, C2 は, 初め電荷をもっていないものとする。 ○ (1) K2 だけを閉じた瞬間, R3 に流れる電流を求めよ。 12V 。(2) K1だけを閉じて時間が十分経過した。 C1, C2 に蓄えられている電気量を求めよ。 (3)次に,K」 を閉じたまま K2 を閉じて時間が十分経過した。 C1, C2 に蓄えられている 電気量を求めよ。 e (4) (3)において, C, C2 に電荷が蓄えられるまでに K2 を通って移動した電荷を求めよ。 ▶257 e (5) (4)において, 電流はMからNへ流れたか。 またはNからMへ流れたか。 HH C₁ 40m N K₁ E 300Ω R2 K2 HH C2 R₂ 100

！！！至急お願いします！！！ (3) どうして反時計回りになるんですか？ 解説をお願いします🙏

基本例題68 直線電流と円形電流がつくる磁場 X 図のように, 長い直線状の導線 XY に 15.7A の電流が流れて おり,そこから 20cmはなれた位置に中心Oをもつ, 半径10cm Y2回巻きの円形導線がある。 両者は同一平面内にあるとするm (1) 直線電流が円の中心0につくる磁場の強さと向きを求めよ。 円の中心の磁束密度の大きさを求めよ。 ただし、空気の 透磁率をμo=4m×10-7N/A2 とする。 円形導線に電流を流して, 中心Oの磁場を0とするには,円 yl 形導線に,どちら向きにどれだけの電流を流せばよいか。 指針 (1) (2) 直線電流がつくる磁場は, H=I/ (2πr) から求められ, 磁束密度は, B=μH から計算される。 (3) 直線電流によってできる磁場と, 円形電流 によってできる磁場が打ち消しあうように, 円 形導線に電流を流せばよい。 解説 (1) 求める磁場の強さは, I_ 15.7 2πr 2×3.14×0.20 1H=- USE OB =12.5A/m 15.7A 1 13A/m 磁場の向きは、 右ねじの 法則から、紙面に垂直に 0.20m 表から裏の向き (図)。 H 0 (2) 磁束密度の大きさBは, 基本問題 511,512 15.7A TOTA 10cm ow 12.5=2× B=μoH=(4×10-7) ×12.5 =(4×3.14×10-7) ×12.5=1.57×10-5T A 0 1.6×10-5T (3) 巻数N, 半径rの円形電流が, その中心につ 20cm→ くる磁場の強さHはH=N27 円形電流がつくる磁場の強さと, (1) で求めた 磁場の強さが等しくなればよい。 I = 1.25A 1.3A 6 2×0.10 0X0X 円形電流が中心0につくる磁場は、紙面に垂直 に裏から表の向きとなればよい。 反時計まわり #LAABS C14 15 516 517

なぜ（2）のC上とかに×2をするのですか？

板に蓄 満たし 題 73 このときの極板間の電位差 V' を求めよ。 374. 誘電体の挿入 V[V] の電池をつないだ電気 容量 C〔F〕の平行平板空気コンデンサーがある。次の(1),V_ (2)のように,両極板間に比誘電率 εr の誘電体を入れた 場合について, コンデンサーに蓄えられる電気量をそれ ぞれ求めよ。 図 1 (1) 図1のように, 極板間の右半分を誘電体で満たした場合の電気量 Q1 [C] (2) 図2のように, 極板間の下半分を誘電体で満たし, その誘電体の上面を厚さの無視で きる金属板でおおった場合の電気量Q2 [C] 例題 74,383,385 例題 74,382,384 図2

問109のコンデンサーの問題です。 S1を端子2に切り替えたときC1の電圧が2/3Cのままである理由を教えてください。

109 ・回路とつなぎかえ> 電気量保存の法則と、電位差の関係式を用いる。 (イ)S, を端子2に入れる C2の電圧はEと等しい 「極板の間隔を2倍」 電気容量は倍 Aのほうへ電荷をもどそうとするが、 ダイオードに止められる ア) 回路は実質的に右図の実線部分となり, C1 と C2 は直列である。 C と C2 の電圧をそれぞれ V1, V2 とすると AB間の電圧について Vi+V2=E 電気量について Q=CV=2CV2 上記2式より V₁=E 別解 初期電荷が0だからCとC2の電圧の比は電気容量の逆数の比になる。 C+2CE=2/3E C の電圧 V は Vi=C+2C 2C (イ) S端子2に入れると, C2の極板間の電圧はEになるから,AB間の電位 差は Vi+E= 5 =1/32E+E=1E (ウ)BよりAのほうが電位が高いからDには順方向に電流が流れ,Dの電圧が 0になるまで電荷が移動する。 S2 を閉じた後の各コンデンサーの電位差を図のように V1, V2, Vと すると V1 + V2=V/3 ※A← ...... ① また、各コンデンサーに蓄えられている電気量はそれぞれ Q=CV1 Q2=2CV2 Q3 = 2CV3 点A側の電荷の保存より +Q+Q=+/CE+0 ゆえに Vi+2Vs = 212/2E 点P側の電荷の保存より -Q+Q2=1/3CE+2CE ゆえに Vi+2V2=1/32E -E q=Q₁==ce, 2 V-22-1/21. v= Q = 5 E₁ -3 ③ 5 ①, ②, ③ 式より V1, V2 を消去して V3 を求めると Vs= よって, 求める Q3 は 12 Q3=C₁V₁=2C ×52E=CE 12 別解 S2 を閉じた後の図で,点A, Pの電位をx, y と仮定する。点P側の 極板の電荷の保存より Cx(y-x)+2C×(y-0)=-12/3CE+2CE 点A側の極板の電荷の保存より C×(x-y)+2C×(x-0)=+/3/3CE+0 -E, =1/72E.y=1/2E -E 上記2式より x= 5 よって,C の電気量 Q, はQ=2C×(x-1)=2C×(1/E-0)=1/CE (エ) 極板の間隔を広げると電気容量が小さくなる※B。 「Q=CV」より,Q3が 一定ならば,C3 が小さくなると V3 は増加することとなる。 電荷はダイオードDを逆方向に流れることができないから, C3 の電荷が(ウ) のまま保たれる。 V1 Cx=2C×12=cQ==.22CE 2 11 2 _1.Q2 5 1 = U = 1 x V² - 1 · 2 0 - 1 0 ( 2 ) ² - 1 IC (CE) - CE = -CE2 25 144 2 2C 2 2C V20 E S1 |C1 P• ・C C 2 2C A A C₁ C₂ C1 B V3 C 2C より V1+V2=V3 S2 を閉じる前 A V₁ ※ A Vi+ V2=V V3 = V HE 2C B +2/3CE CE C3 P +2CE C21 2C-2CE B S2 を閉じた後 Ax 0 電位差 0 2C S₂ 文 C31 2C0 電位差 0 2C 気容量がいずれもC〔F〕のコンデンサー C1, C2, 抵抗値 108. 〈スイッチの切りかえによる電荷の移動> 図のように、電圧 Vo [V], 2V 〔V〕 の電池 E1, E2, 電 [R[Ω] の抵抗 R, スイッチ S1, S2 が接続されている。 最 初, スイッチ S1, S2 は開いていて,C1, C2 には電荷は蓄 えられていないものとする。また, 電池の内部抵抗は無 1+ 視できるものとする。 次の問いに答えよ。 Vo (V) E2 2V (V) (1) S, を閉じてから十分に時間が経過した。 この間に電池E」 がした仕事を求めよ。 (2) 次に, S, を開きS2を閉じた。 十分に時間が経過した後のC2 の両端の電位差を求めよ。 また, この間に電池 E2 がした仕事を求めよ。 (3) 続いて, S2 を開き, S1 を閉じた。 十分に時間が経過した後, Si を開き S2を閉じた。さら に十分に時間が経過した後の, C2 の両端の電位差を求めよ。 (4) この後,(3)の操作をくり返すと, C2 の両端の電位差はある有限な値に近づく。その値を 求めよ。 S ◆BC=es より電気容 量は極板間隔dに反比例する。 S₁ 180 114 コンデンサー 89 B R R [Ω] C₁ C [F] 109. 〈ダイオードを含むコンデンサー回路とつなぎかえ> 次のア~ウに当てはまる式を記せ。 また,エは指示通りに解答せよ。 A S2 C2 C [F] tr 図に示した回路において, C1, C2 は電気容量がそれぞれC, 2Cの平行平板コンデンサー, C3 は極板間隔を変えることが できる平行平板の空気コンデンサーで,あらかじめ電気容量 が2Cになるように極板間隔を調節してある。Eは起電力E の電池, S, S2はスイッチ, Dはダイオードである。 初め, C1, C2, C3 の電荷は0で, S1, S2 は開かれている。Dは順方 向のみに電流を通し, そのときの抵抗値を0とする。 まず, S1 を端子1に入れて C1, C2 を充電した。このとき、 C の極板間の電圧はアである。 次に, S1 を端子2に入れて, 十分時間が経 S を開いた。このとき, AB間の電位差はイになっている。この状態で、 と C3 にはウの電気量が蓄えられる。 次に, S2 を閉じたまま, Cg の極板 に広げた。 この操作の後, Ca における極板間の電圧 V, 蓄えられている電気 の電気容量 Cx と,極板を広げるのに必要とした仕事Uを, C, Eなどを用い れを区別してエに示せ。 S₁ E 12 =C2 B 110. 〈4枚の導体板によるコンデンサー回路) 次のア~スソーチの中に入れるべき数や式を求めよ。 る文章を解答群から選べ。 ただし,数式はC, V, dのうち必要なも