第4編 電気と磁気 20 電気容量がそれぞれ9.0μF, 1.5μF, 3.0μFの 5 コンデンサー回路 (p.246~248,250~251) コンデンサー C1, C2, C3, および 6.0V の直流 電源Eを,図のように接続した。 各コンデンサー 5 は、電源Eを接続する前は電気量を蓄えてい ないものとする。 apf C₁ HH (1)接続した3個のコンデンサーの合成容量 C〔μF] を求めよ。 11C/15 μF E (2) 各コンデンサーに蓄えられる電気量 Q1 Q2, Q3 [μC] を求めよ。 コンデンサー C3 に蓄えられる静電エネルギー U[J] を求めよ。 6 コンデンサーの極板が及ぼしあう引力 (Op.250~251) 極板面積 S[m²], 極板間隔d [m] 極板間が真空のコ ンデンサーにQ[C] の電荷を与える。 真空の誘電率を co〔F/m] とする。 (1) コンデンサーが蓄えている静電エネルギーU [J] 15 を求めよ。 6v 3MF Ad d (2) 極板上の電荷が逃げないようにして, 極板間隔を4d[m]だけゆっくりと広げ るとき,静電エネルギーの増加量を求めよ。 2枚の極板は正負に帯電しているので、引力を及ぼしあっている。この引力に 逆らって極板を引き離すために,外から加えた力のした仕事が (2)の静電エネ ルギーの増加になったと考えられる。外力の大きさがこの引力の大きさに等し いとして,この引力の大きさ F[N] を求めよ。