Physics
มัธยมปลาย
この問題の（2）のオとカの答えがどうして−Eになるのか分からないです。画像に解説を載せたのですが、青色で印をつけたところまでは理解しているつもりです。
解説お願いします
図 1,2のような, スイッチ, 電池, 抵抗,
ダイオード, コンデンサーからなる回路があ
る。 以下の条件のとき, 点bを基準とした点
a の電位 Va [V] を答えよ。 なお,すべての電
池は起電力 E[V], 内部抵抗 0Ωであり,すべ
ての抵抗の電気抵抗は等しい。 すべてのダイ
オードは, 整流作用のみを有し, 順方向の電
圧の場合は電気抵抗が非常に小さく 0Ω とみ
なすことができ, 逆方向の電圧の場合は電流
がまったく流れないものとする。 図 1, 図2
のいずれの場合も, 初めにスイッチは開いて
おり, コンデンサーには電荷が蓄えられてい
ない。以下の文中の を埋めよ。
(1) 図1の回路で, スイッチを閉じ, 十分時
間が経過した。 このとき Va は ア [V]で
・E[V]
FE[V]
HE
O
a
b
図1
HH
a
b
図2
ある。次にスイッチを開いた。 直後のVa はイ [V] である。 その後,十分時間が経
過した。 このとき Vaはウ [V] である。
(2) 図2の回路で,スイッチを閉じ、 十分時間が経過した。 このとき V2 は エ [V]で
ある。次にスイッチを開いた。 直後のVaはオ [V] である。 その後, 十分時間が経
過した。 このとき Vaはカ [V] である。
(2) (エ) Sを閉じると回路には図cの
a
ように電流I [A], I2〔A〕 が流れ
るが, Cが充電されてしまうと,
電流 I2 は流れなくなる。 このと
き点と点bの電位は等しくな
り,Va=0Vである。
(オ)Sを開く直前はI2=0Aである
から,Cの電位差は R の電圧降
下と等しい。 図c から, これは電
池の起電力 E[V] に等しいことが
わかる。
S
E[V]
R1
D.
R2
d
C
b
図㎝
e
S
E[V]
非
a
DV
Sを開いた直後はCの電荷は
移動せず, Sを開く前と同じな
ので,Cの電位差は E[V] であ
る。このとき電流 と I2 は OA
になり,R」 と R2 の電圧降下も
0V になる (図d)。 したがって,
E[V]
OV
VIOR
-1
R, LOV
2
d
C
図d
点aの電位はCの右の極板の電位と, 点bの電位はCの左の極板の電位とそれぞ
れ等しいから,Va=-E [V] である。
(カ)Sを開いた後, Cに蓄えられた電荷は閉回路 fcbaf を反時計回りに流れようと
するが, D には逆方向の電圧が加わっているので電流は流れない。 ゆえに,Va は
Sを開いた直後と同じE[V] である。
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