アイが分かりません。自分でやったらQ1＝ε0(1-x)sv/dになりました…

(3) コンデンサーに蓄えられたエネルギーの変化に着目すると, コンデンサー内部にどのよう な力がはたらいているかを類推できる。 図1の極板間の空間にすっぽりと収まる比誘電率 er(>1)の誘電体を用意し, コンデンサーを充電して電気量Q を蓄えてからスイッチを開 いて図2のように誘電体の一部を極板間に挿入した。 このとき,極板面積Sのx倍 (0<x<1)の部分が誘電体でみたされていた。 (1-x) SxS d 誘電体 図2 平行板コンデンサーへの誘電体の挿入 Q₁ = 図2のコンデンサーは図3の2つのコンデンサーを並列接続したものと見なすことができ る。このとき、2つのコンデンサーに蓄えられた電気量をそれぞれ Q] [C], Q2 〔C〕 とすると, Q1 + Q2 = Q である。 極板間の電位差が等しくなることから, ア 1 (er - 1)x + 1 d × Q. Q2 X Q となり、2つのコンデンサーに蓄えられた静電エネルギーの和は次の式で与えられる。 Q² d 280 S + Q1 × - 4 +Q2 -Q1 -Q2 図3 2つのコンデンサー 問9 誘電体を挿入するとき, コンデンサーから誘電体にどのような向きの力がはたらくか, エネルギーに着目して簡潔に述べよ。

（2）でC1とC2が並列接続とみなせるのはなぜですか？

462. コンデンサーの切り換え 解答 (1) 3.0×10-C, 4.5×10-J (2) 2.0×10C, 20V (3) 3.0×10-J 指針 C1, C2の上側, 下側の極板は,それぞれ導線で接続されており, スイッチSをBに切り換えた後、電荷の移動が完了すると,上側,下側 のそれぞれの極板の電位は等しくなる (図)。 すなわち, 各極板間の電圧 は等しく, このとき, C, C2 は並列に接続されているとみなせる。 解説 (1) QCVの公式から, C1 にたくわえられる電気量を Q1 と すると, Q1 = (10×10-) ×30=3.0×10-C U= = 1/2QVの公式から, C, にたくわえられる静電エネルギーを U」 と 10 U=1.1 x (3.0×10-) ×30=4.5×10-"J × すると, (2) スイッチSを切り換えたとき, C1, C2は並列接続とみなせる。C1 C=C+C2=10+5.0=15μFJ とC2の合成容量をCとすると, また,このとき, C にたくわえられていた電気量 Q1 が C と C2 に 分配されるので, C1, C2 の電気量の和は Q1 に等しい。 C1, C2の合成 コンデンサーに加わる電圧をVとすると, Q3.0×10-4 -=20 V C 15×10-6 求める C の電気量を Q1' とすると, Q1'=C,V=(10×10-) ×20=2.0×10-C V = == 05 ?整電ィネルギーをIT'Uっ とすると, S 等電位 B C₁ C2 等電位 Q² ⒸU = 1/2 CV²= 20 te 2C 電圧 用いてもよい。 別解 (2) 並列接続の 場合、電気量の比は, 電 気容量の比に等しい。 こ れを用いると, Q''=Qix- C1 C₁+C₂ 10 10+5.0 =(3.0×10-4x- = 2.0×10-4C 第V章 E 気

１問でも助かるので教えてください🥲

ッチ閉】 図1の回路のスイッチ S は時刻 t = 0 に閉じられた(このときまでコンデンサ C は 完全に放電していたとする)。この回路について以下の各問い VIN に答えよ。 但し、コンデンサ C の電位差 vc および抵抗 R の 電位差と電流 i は図の矢印の向きを正とせよ。 (1) 抵抗 R に関するvとiの関係の式を書け。 (2) コンデンサ C に関する vcとiの関係を表す式を書け。 (3) t > 0 のとき、 VN と vc との関係を表す式を書け。 (4) 上の (1) (2)(3) からiv を消去し、t>0 のとき v が満たすべき微分方程式 を書け｡ S C VC 図 1 R (5) 問題文の下線部に基づき、 t≤0 の時の vc の値を書け。 (6) 上の (3) (5) から、スイッチが閉じられた直後のvの値を書け。 (7) 上の (4) 微分方程式を解け。 初期条件は (6) を用いること｡ (8) t < 0 の時のiの値を書き、 これと (1) から t < 0 の時のvの値を書け。 (9) (7)(8) に基づき、 図1の回路のvの波形の概形を示せ (縦軸、横軸のスケー ルを適切に決めて単位と目盛りを明記し、授業中に説明したポイントを踏まえて描 くこと)。 但し、C=1000[μF] R = 100[Ω]、 VIN = 10 [V] である。

RC回路の過渡現象の問題です。 この4問の解き方と答えを教えてください🥺

第1問 【過渡現象 CR スイッチ閉】 ■ . 図1の回路のスイッチ Sは時刻 t = 0 に閉じられた(このときまでコンデンサ C は 完全に放電していたとする)。この回路について以下の各問い VIN に答えよ。 但し、コンデンサ C の電位差 vc および抵抗 R の 電位差 と電流 i は図の矢印の向きを正とせよ。 (1) 抵抗 R に関するv との関係の式を書け。 (2) コンデンサ C に関する vc との関係を表す式を書け。 (3) t >0のとき､VIN と vc と v の関係を表す式を書け。 (4) 上の (1) (2)(3) からiと c を消去し、t>0 のとき”が満たすべき微分方程式 を書け｡ S C VC 図 1 R V

(4)の答えがいあいになる理由が分かりません解説お願いします

(4) 「思考力」 この実験において, 電流計が示す値を表 したグラフとして適切なものを、次のア~オから1つ 選んで、その符号を書きなさい。 ア イ ウエオ --- 1 ・ 電 DIE 時間 時間 時間 時間 時間 2. エネルギーの変換について、次の実験を行った。 <実験1 > 図5のように,コン デンサーと手回し発電 機をつないで、一定の 速さで20回ハンドル を回した後、手回し発 電機をはずし, コンデ ンサーに豆電球をつなぐと、 点灯して消えた。 同じ方 法で, コンデンサーにLED豆電球をつなぐと, LED 豆電球のほうが豆電球よりも長い時間点灯して消えた。 次に、 同じ方法で, コンデンサーにモーターをつなぐと, モーターが回り, しばらくすると回らなくなった。 (1) 基本 豆電球, LED豆電球が点灯したことにつ いて説明した次の文の ①~③に入る語句の 組み合わせとして適切なものを、あとのア~エから1 つ選んで、その符号を書きなさい。 (3点) 23 ② 光 この実験において, コンデンサーには①エ ネルギーが蓄えられており、豆電球やLED豆電球 では ① エネルギーが ② エネルギーに変換 されている。 LED豆電球のほうが点灯する時間が 長かったことから, 豆電球とLED豆電球では, ③のほうが変換効率が高いと考えられる。 ア ① 力学的 (2) 電気 ③ LED豆電球 イ. ① 力学的 (2) 電気 (3) ウ① 電気 ①電気 (2) 図6は,モーター が回転するしくみを 表したものである。 このことについて説 明した文として適切 でないものを,次の ア~エから1つ選ん で,その符号を書き なさい｡ 図6 旺文社 2024 全国高校入試問題正解 図5 N コンデンサー 電流 手回し発電機 J (3) 豆電球 B 食 豆電球 LED豆電球 コイル ハンドル C 整流子 S 電流 (3点) デジタル電圧計 豆電球 よく出る デジタ TANIMA 滑車つき 表1 LED豆電球,豆電球の』 持ち上げるのにかかった 電流 [A] 電圧 [V] 0,120 おもり この実験 何%か,四捨五入して SAVURI 【Zの語句】 (4) 手回し発電機を反時 回したとき, LED 豆 それぞれのようす に入る語句と のア, イから1つ選 その符号を書き Z さい。また, に入る語句として適 なものを、次のア~ から1つ選んでそ 0 符号を書きなさい。 (4F 【Xの語句】 ア. 点火 【Yの語句】 ア. 点火 ア. モー おも イモ もり ウ. モ がら

この問題の4番を教えて頂きたいです。

3 起電力 10Vの電池 E, 電気容量 1.0×10-3F のコンデンサーC自 己インダクタンス 1.6×10~Hのコ イル L, スイッチ S, 抵抗値 10Ω の抵抗Rを図のように接続する。 なおz=3.1 とせよ。 ② E S Co_tie-245- R (1) スイッチを閉じてしばらく経過した後, コンデンサーに蓄えられる電気量は何Cか。 (1)のあと, スイッチを切った時刻を t = 0 として, 以下の問に答えよ。 (2) 電気振動の周期は何sか。 (3) コイルに流れる電流の最大値は何か。 (4) (2) の値をTとすると, コンデンサーのエネルギーが最大になるのはいつか。 (5) (4)のエネルギーは何Jか。

質問です。 コンデンサーに加わる最大電圧は、どのように求めれば良いのでしょうか?? 考え方を教えて下さい〜!!! 宜しくお願いします。

問 68 類題 最大電圧 100V,50Hz の交流電源に,4.0kΩの抵抗とコンデンサーを直列 につないだところ,抵抗の両端に加わる最大電圧は 80Vであった。 コンデンサーに加わ る最大電圧と,コンデンサーの電気容量はいくらか。 ただし, 円周率を3.14 とする。

(3)のニが分かりません。 普通に1×Qじゃだめなんでしょうか？

166 2021年度 物理 次の文章を読み, ほ 答欄にマークせよ。 い 立命館大学部個別 (理系) イ に適切な数値を解答欄に記入せよ。 また, には指定された選択肢からもっとも適切なものを一つ選び、解 図1のように xyz軸を取り, 一辺の長さがLの正方形で厚さが無視できる導体板 A,B をそれぞれx = 0,x=d (ただしd>0)の位置に固定した。 導体板Aは 接地されており, 導体板Bには電気量Q(ただし Q > 0) の電荷が与えられてい る。また、以下の〔1〕〔2〕〔3〕 において、導体板や誘電体の中心は常にx軸 上にあり, 正方形の各辺はy軸、z軸と平行であるとする。 真空の誘電率をe とし, Lはdよりも十分大きいものとする。 ろ 〔1〕 図1において, 座標 (d-r,r, 0) に点P, 座標 (d,r,0)に点Rを 取る(図2)。ただし,0<r<d0<r</1/2であるとする。点Pでの電場 の向きは であり,大きさは である。 このとき, 導体板B の 電位を Vo とすると, Vo = は であり, 導体板 A,Bの間に蓄えられる静 電エネルギーを U とすると, U = に である。 また, 外力を加えて電気 量 g の点電荷を図2の原点Oから点R まで線分OR上をゆっくりと動かすと き, 外力がする仕事は ほ に等しい。ただし, |q| はQに比べ十分小さい とする。 〔2〕 図1において, さらに導体板 A,Bと同じ形状, 大きさを持ち,接地された 3 導体板Cをx=no dの位置に固定した (図3)。 十分な時間が経過した後,導 2 体板 B の電位は ×V となる。 また, 導体板 A,Bの間に蓄えられる 静電エネルギーは ×U となり,導体板 B, Cの間に蓄えられる静電 ×U となる。 エネルギーは 〔3〕 図1において、 今度は一様な比誘電率3を持ち, 断面が一辺の長さLの正 d 方形で厚さの誘電体 (絶縁体)で導体板 A を完全に覆った (図4)。 誘電体 では、誘電分極によってその表面に電荷(分極電荷)が現れ、誘電体内部の電 場を弱めるはたらきをする。 比誘電率を考慮すると,図4の「表面D」に現 れる分極電荷の電気量は = ×Qとなることがわかる。 また, 十分な時

(4)です。 なぜC2とC3が並列になると分かるのでしょうか。 一本道だと直列、分かれ道だと並列、と考えていたので直列に見えました。

電磁気 18 コンデンサー 起電力 Vo [V] で内部抵抗のな い電池, 電気容量C [F] 2C [F〕, 3C〔F〕 の3つのコンデンサー C1, C2, C3, および抵抗R1, R2とス イッチ S1,S2からなる回路があるた G パズ ド る。 はじめ、2つのスイッチは開 いていて、各コンデンサーには電 荷がない。 空気の比誘電率を1とする。 まず,S1だけを閉じる。 十分に時間がたったとき, (1) C1の電気量と電圧を求めよ。 0001 (2) C1とC2の静電エネルギーの和を求めよ。 30 (3) この間に R で発生したジュール熱を求めよ。 64 C₁ A S1 C2 HF R1 4¹ Vo = Dind 0m S2 C3 3C B R2 R²-3 AS INCHA さ 次に, S1 を開き, S2を閉じる。 十分に時間がたったとき, (4) 点AとBの電位を求めよ。 接地点Gの電位を0とする。 *ALDY 5A-S LIMBA (5) この間に抵抗 R2 で発生したジュール熱を求めよ。 Cras 0: 続いて, S2 を開き, C3 の極板間に,極板と同じ形で,極板間隔の半 分の厚さをもつ誘電体をさし込んだ。 すると,C の電圧は入れる前の 12/23倍となった。 TE (1 (6) 誘電体の比誘電率 er を求めよ。 4 SAL

直列回路に電気容量の異なる2つのコンデンサーが接続されているとき、初めは電荷は蓄えられておらず、すいっちを閉じて十分時間が経過した場合、なぜ2つのコンデンサーに蓄えられている電気量は等しくなるのですか？ 電気容量が異なると蓄えられる電荷も異なるのではないのですか？ 教えてく... 続きを読む