図1のように,極板 P, R間の間隔が3dで, 面積Sの平行板コンデンサーが真空中に置かれ ている。このコンデンサーには電圧Vの電池とスイッチが接続されており, 電位の基準となる ように極板Rが接地されている。 最初、 スイッチは開いており, 極板P, R は帯電していな い。真空の誘電率を so として, 次の問(1)~(5)に答えよ。 ただし, 極板の面積は十分大きく, 極 板の端の影響は無視できるものとする。 3 (1) このコンデンサーの電気容量を求めよ。 スイッチを閉じ, 十分に時間が経過した後, スイッチを開き, 極板Pと極板Rを平行に保っ たまま,極板 P, R間の間隔を5dにした。 (2) 極板Pの電位を求めよ。 次に、極板P, R間の間隔を3dに戻してスイッチを閉じた。十分に時間が経過した後, 図2 のように、極板 P, R と同じ形で帯電していない博い導体板Aを, 極板 P, R と端の位置が一致 するように,極板Rからdだけ離して平行に挿入した。 (3) 導体板A の電位を求めよ。 さらに、図3のように, 導体板 Aと極板Rの間を比誘電率2の誘電体で完全に満たした後, 十分に時間が経過した。 (4) 導体板Aの電位を求めよ。 (5) 極板Pに蓄えられている電気量を求めよ。 極板P 極板P スイッチ スイッチ |2d 3d 導体板A 電池 電池 極板R 極板R 図1 図2