(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)

写真の赤線部では交流回路でのコイル、コンデンサーはそれぞれ (電圧の実効値)=(リアクタンス)×(電流の実効値)という式が成り立つと書かれていますが、この電流電圧の実効値は抵抗を流れる電流と同じ(最大電圧(流)の1/√2倍した)数値ですか？最大電圧(流)を1/√2倍したもの... 続きを読む

■コンデンサーのリアクタンス 式(27)より、Io=ωCV であるからwC=- 1 とおいて Vo=X。 と表 Xc すと、電流の最大値 Ⅰ と電圧の最大値 V。 との間には, オームの法則と類 似の関係が成り立っており, Xc は電気抵抗に相当する物理量となってい -p.250 ることがわかる。 このXc をコンデンサーのリアクタンス (容量リアクタ ンス)といい, 単位には電気抵抗と同じオーム (記号 Ω) を用いる。 コンデンサーのリアクタンス 1 (28) XcwC 式(24)より、Io= Xc [Ω] コンデンサーのリアクタンス w [rad/s] 角周波数 C〔F〕 電気容量 コンデンサーでは, 角周波数 ωや電気容量Cが大きいほどリアクタンス 小さくなり, 電流は流れやすくなる。 また, 電圧の実効値 Ve と電流の 効値との間にも同様に,Ve=Xce という関係が成り立つ。 コイルのリアクタンス Vo であるから,wL=Xとおいて Vo=X。 と表す WL と、電流の最大値と電圧の最大値 V。 との間には,オームの法則と類似 の関係が成り立っており, XL は電気抵抗に相当する物理量となっている reactance ことがわかる。 このXL をコイルのリアクタンス (誘導リアクタンス)と いい, 単位には電気抵抗と同じオーム (記号 Ω) を用いる。 コイルのリアクタンス XL=wL (25) XL,[Ω] FELL FAC コイルのリアクタンス w [rad/s] 角周波数 hata To 4 10 L [H] 自己インダクタンス スが大きくなり, 電流は流れにくくなる。 また, 電圧の実効値 V と電 実効値との間にも同様に, Ve = Xile という関係が成り立つ。 コイルでは, 角周波数や自己インダクタンスLが大きいほどリアクタ

写真の青線部についてですが、誘導起電力がは電源の電圧と等しくなる。これはキルヒホッフの法則から言えることだと思うのですが、ここで疑問なのは、なぜ電池と誘導起電力は図のように打ち消し合うような向き？ にかかっているのに、電流は流れるのですか？電池の＋極どうし、-極どうしを繋げ... 続きを読む

(2) コイルの磁気エネルギー 10 で、 コンデンサーの静電エネルギーU=1212CV2=120262の式を Q2 導くときに,コンデンサーを電気量が0CからQ [C] まで充電するの に投入した仕事を計算することで説明したね。 同じようにコイルの電流を0AからⅠ[A] まで増やすときに,電源 が投入する仕事を計算することで, コイルの磁気エネルギーの公式を 導いてみよう。 まず、図13の回路で特殊な電 源によって, 自己インダクタンス Lのコイルに,図14のように時刻 t とともに増大する電流żを強制的増加させる に流していこう。 このとき, コイルに発生してい る誘導起電力Vは, POONTO (p.244) の式より, di dt 図14のi-tグラフの傾き V = L =Lx I [A][増加 T〔s] で 電源 V 図14の 三角形 の底辺 図 13 dt T 電流 ( 1秒あたりに通過する電気量) I傾き i 増加イヤ! T V これは、図13より, 電源の電 圧Vと等しいね。 図 14 一方,このt=0からt=T〔s] ま での間に,電源が「持ち上げた」 電気量をQとするよ。 この電気量Q は図14の, i-tグラフの下の面積と等しいので, Q=(図14のi-tグラフの下の面積) =1/12/201 xTxI...② 高さ i-tグラフの 下の面積は 通過電気量Q 時刻 第19章 コイルの性質 251

「コンデンサーに金属板を挿入したら金属板の厚み分、コンデンサーの極板間隔を減らすという効果」が得られますが、写真ではなぜそのようなことがいえるのかの証明？導出？ が書かれています。ここで質問なのですが、写真の説明は金属板の挿入前後で電気量が変わらないことを前提に説明している... 続きを読む

220 極板間への金属板や誘電体板の挿入 極板間に金属板や誘電体板を入れるとコンデンサーの電気容量が増す。 (I) 金属板の挿入 図1の + Q, - Qに帯電した 極板 AB間 (容量 C, 間隔 d) に, 帯電していない厚さDの金属板 を入れると静電誘導により図2の ように - Q, +Q の電荷が現れ る。 A+ + + + Q Bl + E Q=CV V=Ed 17 V=Ed と d=d+D+ d より V'= Q=C'V' と Q=CV より Q C'=- = A+ TMNE d₁ == dz -V(d-D) V' d-D B 図2 + + +Q E E -Q 図 1 金属 (導体) の中の電場は0であり, 電気力線が通らない。 A の +Qから出 た電気力線を全部吸い取るために, 金属板の上の面にQが現れるわけだ。 このとき電場Eは変わっていないことに注意したい (Q一定はE一定)。 D 変わったのは AB間の電位差であり,V'=Ed+Ed2=E(d+d2) 20S C = ε =² +Q Q=C'V' V' = E(d₁+d₂) du ES -C=- d-D Not この結果は, 極板間隔がd-D のコンデンサーと同じ電気容量になったこ とを示している。 金属板の厚み分だけ間隔が減ったとみてもよい。 金属板を 入れる位置は任意であることもわかる。 電圧もしに応じて変わる.18

(2)の解答の図2ってC1とC2を繋いで時間が経ったあとの図ですよね？ なぜこうなるのでしょうか？ 分からないところを自分なりにまとめた写真もつけておきます。

463. 電気量の保存 電気容量が2.0μF, 3.0μFのコンデンサー C,C2, それぞれ 2.0×102V, 1.0×102Vで充電したのち,電池を切りはなす。 次の (1), (2) の場合におい て、各コンデンサーにたくわえられる電気量と極板間の電位差を求めよ。 (1) 同符号の電気量をもつ極板どうしを結んだ場合。 (2) 異符号の電気量をもつ極板どうしを結んだ場合。 ヒント 接続の前後において、導線で結ばれた極板どうしの電気量の和は保存される。 各例題6162 章 電気

t

F 29 ī 7 *第47問 次の文章を読み、下の問い (問1~3)に答えよ。(配点12) 【8分】 x軸の正の向きに速さで進む正弦波がある。 図は,時刻 t = 0 における媒質の変 位yと位置xの関係を表している。 y. 2π 3 y=bsin ²7 (x-Vt) a CV ⑤ y=-bsin(x-Vt) a 2a =bsin(x-Vt)dx=bsin(x+Vt) 2π ⑦ y=-bsin 27 (x-Vt) a 40002 問1 時刻におけるyとxの関係を正しく表した式を,次の ① ~ ⑧ のうちから一 つ選べ。 1 2 3a 4 _y=bsin ²(x+Vt) 6 /y = -b sin(x+Vt) 2π a (0. 0. ⑧ y=-bsin (x+Vt) X

(2)についてです。 低圧変化において、 Qin＝nCvΔT ＋ Wout が成り立つので、ΔU＝nCvΔTだと思うのですが、 低圧変化なのにどうして 定積モル比熱がつかえるんですか？

確認向 定積モル比熱がCyで温度がTの気体nモルを,定圧変化させたところ温度が 3Tに上昇した。 気体定数をRとし、以下の問いに答えよ｡ (1) 最初 最初の状態の気体の内部エネルギーをCyを用いて表せ。 (2) この定圧変化において、 気体の内部エネルギーはどれだけ変化したか。 Cyを用いて表せ。 (21

写真の問題の図2のような状況のときについてですが、なぜ、ACが等電位のとき、BAとBCの電位差は等しいのですか？

27** 面積Sの3枚の金属板 A, B, Cを間隔d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 とする。 27 A B 4. A CV C 図1 ・Q _+Q V C = - Q+Q = +2CV あとは図2の状態になり à d-x S d-x AI d-x B d+x CE = はじめは、Bが高電位で図1のように 正･負が並ぶ。 Q=CV より B上には , TOTALOQは不 ・Q1 + Q1 = /C1 -C C₂ 図2 + Qz - Q₂ EOS d ď 2d² d2-x2 d 同様に C2 = d+x A, C は等電位 (0V) だから, BA間と BC 間の電位差 V' は等しい。 BA 間 BC 間 1+2 -C d -x Q₁=C₁V' Q2=C2V' Q₁+Q₂= (C₁+C₂) V₁ CV' 一方,Kが切られBが孤立しているので Q₁+Q₂=2CV :. V'_ď²_x² v d2 1 d²−x² .. KI B VL Cd Lc c

2番からお願いします。答えは貼っている通りです

やや 471. くし形電極のコンデンサー■ 図のように,面積がSで , 同じ形の4枚の導体平板 I,Ⅱ, ⅢI, ⅣV を互いに平行に並べ, 「 I I と ⅢI,ⅡI' と Ⅳ をそれぞれ導線で接続する。 IとⅡIの間隔, およびⅢIとⅣの間隔はD, ⅡIとⅢの間隔はdである｡ ⅠとⅢI の電荷の合計と,ⅡIとⅣVの電荷の合計は,互いに逆符号で同 じ大きさである。 導体平板間は真空であり,真空の誘電率を ED とする。次の文の()に入る適切な式を答えよ。 IのⅡに面した側の表面にある電荷をQ(>0) とする。 ⅠとⅡIの間の電場の強さは ( 1 )である。 ⅡIとⅢの間の電場の強さは ( 2 ) ⅡIのⅢに面した側の表面にある 電荷は( 3 )である。 さらに,ⅢのⅣに面した側の表面にある電荷は ( 4 )である。 以上から,IとⅢを一方の極板とし, ⅡIとⅣを他方の極板としたコンデンサーの電気容 量は( 5 ) となる。 (12. 慶應義塾大改) ヒント 469 (1) 極板 AD からなるコンデンサーと, 極板 BD 470 (1) 金属板内はどこも等電位であり, 金属板を挿 471 IとⅢIIとIVはそれぞれ電位が等しく, IとⅡ IV SD D di D コンデンサーの並列接続とみなせる。 後で極板間の電圧は一定である。 1. ⅡIとⅣの電位差は等しい。

228の（3）のなんで（2）の値使うんですか？ （1）の値じゃなんでいけないんですか？ それとその下の解説もよくわかりません。 おしえてください！

132 第4編 電気と磁気 228. コンデンサーの接続 図で CL は電気容量 4.0μF の コンデンサー C2 は同じく 8.0μF のコンデンサー, Sはスイッ チ,Eは電圧 3.0×102V の直流電源である。 初め C1, C2 に 電 荷はないとする。 =C1 リード C B A S EC2 E tode スイッチSをA側に倒し, C2 を充電する。 このとき, C2 に 蓄えられる電気量 Q2 [C] を求めよ。 次に、スイッチ S をBに切りかえた。 C の両端の電圧 V,〔V〕 を求めよ。 (3) 再びスイッチSをAに切りかえ,充電した後Bに倒した。 C1の電圧 V2〔V〕 を求め 例題 46,234 よ。