Q5=Q4=2/3 CVでずれています。
この式だと、C1,C2の電荷の位置が動いていないことになります。なので、2枚目のQ3=3CVだと、C1の左側の電荷の辻褄が合わなくなってしまいます。
そのため、孤立部分の電荷から言えることは正しくは
Q3+Q4=2/3 CV
Q3+Q5=2/3 CV
Q5-Q4=0
の３つです。
Physics
มหาวิทยาลัย
107番についてです
(2)まで正解です
(3)以降で自分が書いてることのうち何を間違えているのか指摘してほしいです
習っている先生が合成容量を使わない方針なので、その方針で指摘していただけると助かります
72
た。極板間の電場,電位差,静電エネルギーはそれぞれ何倍になるか。
(センター試験 + 福岡大)
XX (4)(3)に続いて、極板と同形で厚さd.比誘電率2の誘電体を極板間に
入れた。 極板間の電位差 V, を Vo で表せ。X
3/16 100 間隔 だけ離れた極板 A,Bからなる電気容
4305/1
量Cの平行板コンデンサー, 起電力 V の電池と
スイッチSからなる図1のような回路がある。
まず, スイッチSを閉じた。
A
V
B
図1
○○(1) コンデンサーに蓄えられた電気量はいくらか。
(2) このときの極板Aから極板Bまでの電位の
次に,スイッチSは閉じたまま、厚さの金
属板Pを図2のように極板 A, B に平行に極板
間の中央に挿入した。
A
V
P
B
図2
変化の様子を極板Aからの距離を横軸としてグラフに描け。
(3)また,このとき極板Aに蓄えられた電気量はいくらか。
(4)さらに,スイッチSを開いた後,金属板Pを取り去った。このと
きの極板間の電位差 V' ばいくらか。
メト (5) Pを取り去るときに外力のした仕事 Wはいくらか。
6/19
X(3) C, にかかる電圧はいくらか。
_X (4) C2 に蓄えられる電気量はいくらか。
× (5) 抵抗Rで発生したジュール熱はいくらか。
108 起電力が V で内部抵抗の無視できる電池
E, 電気容量がCの平行板コンデンサーC,
抵抗値Rの抵抗R, およびスイッチSを接続
した回路がある。 G点は接地されており,そ
の電位は0である。 はじめSは開いており,
コンデンサーに電荷は蓄えられていない。
E
電磁気
73
(京都産大)
R
(a) まずSを閉じ, Cを充電する。 Sを閉じた瞬間に抵抗Rを流れる
電流は(1)である。
(b)Sを閉じてから十分に時間がたったとき,Cに蓄えられている静電
エネルギーは
(2) である。またこの充電の過程で電池がした仕事
は(3)であり、抵抗Rで発生したジュール熱は(4)である。
(c)次に(b)の状態からSを開いた。最初Cの極板間隔はdであったが、
極板を平行に保ったままゆっくりと2dに広げた。このときA点の
である。 また極板を広げるのに必要な仕事は(6)
とされる。
電位は (5)
であり,極板間に働く静電気力の大きさ(一定と考えてよい)は
(7)
(近畿大 + 防衛大)
(愛知工大 + 静岡大)
R
S2
109 極板 A,Bからなるコンデンサーがあり
[電荷 Q [C] が充電されている。 極板は一辺の長
さが〔m〕の正方形で,極板間隔はd[m] であ
ある。 極板間は真空で, 電場 (電界) は一様とし、
真空の誘電率を co〔F/m〕 とする。
[+] [Q]
-Q
図 1
+Q
A
107 図はコンデンサー Ci, C2, C3 (電気
容量はそれぞれ C, 2C,3C) 電池 (起
電力V) およびスイッチ S. S2と抵抗R
からなる回路である。 最初, スイッチは
どちらも開いており、いずれのコンデン
サーにも電荷はない。
I. まず, スイッチを閉じ, C, と C2
とを充電した。
_ (1) C, に蓄えられる電気量はいくらか。
(2) C2 にかかる電圧はいくらか。
Ⅱ.次にS」を開いてから,S2を閉じ、十分に時間がたった。
A,B間に, 図2のように誘電体を挿入する。
誘電体は一辺1 [m] の正方形で,厚さd[m]
比誘電率 e, である。 誘電体をx [m]だけ挿入し
たとき, 誘電体部分の電気容量は (1) (F)
であり,真空部分の電気容量は (2) [F]だ
から,全体での電気容量は(3) [F] となる。
x
-Q
図2
2.
(07. I
5/1
71719
(4) 2 CV)
(5)
3
WE + WAT
AU + H.
0 +0 = AV + H-
Uta = c()+2e- (v)²
A CV² + 141
18
2
cv²= cv² + cu²
18
Uk - Ugh + ½ (30) (+ v) ²
+
3
ccccccccccccccccc
について
Q₁ = CV
Q2 =2CV2
またキルヒマnd
V=V1+V2
孤立部分の保より
<= V₂ = V - V₁
Q2-Q₁ =0
Q2= Q1
(2)PV=2CV2=2C(V-V)
1281-28V1
3V1=2V
V₁ =
v
Q₁ = 1 ½ v. c = 23 cv
H
11
(2)
(3)
V₂
V-VI =
v
+
Q3-Q3
97V3
キルヒ2nd より
√5
V4 +V5 = V3.
孤立部分の電荷は保存されるから
Q4 +
05
Q3
C
2C
3 C
Q5 = Q4.=
CV.
よって
04
Q3
304
Q3
=
+
28
38
2
3
9
Q3
04
2
2
9
1
3
2
V3
V
=
Uzt
9.99
cv² = Uzn+
54
40=0としまえ
59 002
T
คำตอบ
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