導体と誘電体の挿入 解説をお願いします

極板間が真空で,極板の面積S, 間隔 4, 電気容量 Coの平行板コンデンサーがある。 このコンデンサーを電圧Vの電池で 充電したあと, 電池を外した。 図1は, 電気力線を用いて極板間の電場Eのようすを示したものである。 O d 4 d 図2 図3 481241 (1)図2のように,コンデンサーの極板間に、極板と面積が等しく, 厚さが12の帯電していない導体板を挿入する。 ただし、 上の極板の位置を原点とし, 上の極板から下の極板へ向かう向きにx軸の正の向きを取る。 (a) コンデンサーの電気容量と極板間の電位差を求めよ。 E (b) 極板間の電場の大きさとx軸方向の位置との関係を表すグラフを記入せよ。 d (c) 極板間の電位とx軸方向の位置との関係を表すグラフを記入せよ。 0 d (3) 図3のように,コンデンサーの極板間に、面積 22 厚さ 14 の比誘電率2の誘電体板を挿入したとする。 このときの電気容 量と極板間の電位差を求めよ。 72 0 電位 V d 2 d BA 4

VAとV1って何が違うのですか？漆原先生の参考書通り解いていたら、VA＝3/4V0になってしまいました。考え方教えてください

の電場● 図1のように,1辺がL[m] ンデンサー, 電圧 Vo [V] の電池,スイッ チSからなる回路がある。A, Bの間隔 心を原点0とし,Aに垂直にBに向かって×軸をとる。Bの電位をOV, 真空の誘電率 S O 4d V。 O 4d B 図1 図2 を e(F/m] とする。 まず。極板間が真空で,Sが閉じている場合を考える。 ) コンデンサーの電気容量 Co[F] を求めよ。 19)x軸にそった電場 E[V/m] および電位V[Vの変化を,それぞれグラフにかけ。 次に、図2のように,Sを開いてから,1辺がL(m] の正方形で厚さ d [m] の誘電体 (比誘電率3)をBの上に置いた。 (3)図2の回路で,次の値を求めよ。 (a) コンデンサーの電気容量 C[F) (b) Aの電位 VA[V] (c) x=3d における電位 Vx[V] 4) x軸にそった電場 E[V/m] および電位V[V] の変化を,それぞれグラフにかけ。 (富山県大 改)> 374

(１)から分からないので教えて欲しいです。 よろしくお願いいたします。

大気圧 Aで絶対調度の電境下に,図4-1のような大きさの異なる2種類のシリンダー が接続されて作られた容器がおかれている。左右の各シリンダーには面積 Sa および Sa のピ ビストンA ビストン ストンAおよびBがそれぞれ滑らかに働くように挿入されている。ピストンAとBの間には絶対 P。 温度たの興原子分子の理想気体が閉じこめられており、 体積は % である。また, ピストン Bはシリンダー容器の壁とばね定数kの自然長のばねで結ばれている。 なお, ピストンとシ P。 ばね To S回 リンダーはともに断熱材料で作られ, 熱容量は無視できる。 T。 ピストンAが動かないように支えながら理想気体を加熱したところ, 図4-2のように理想 2種のシリンダーからなる容器 図4-1 加熱前 気体が膨張し,ばねがx縮んだ。 間1 加熱後の理想気体の圧力 P を求めなさい。 ピストンA ピストン 間2 ピストンAを支える力を Fとするとき, この Fを求めなさい。 Po To ばね 問3 加熱後の理想気体の絶対温度 Ti を求めなさい。 F 間4 理想気体が外部にした仕事 Wを求めなさい。 問5 理想気体に加えられた熱量Qを求めなさい。 2種のシリンダーからなる容器 図4-2 加熱後

(3)から分かりません。教えて欲しいです。よろしくお願いいたします。

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

(3)の電位の求め方が分からないので教えて欲しいです。 よろしくお願いいたしますm(_ _)m

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 3 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、 位の基準となる トうに極板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 として, 次の問1)~15)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。 (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薄い導体板 A を, 極板P, R と端の位置が一致 するように、極板Rから4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

高校物理　コンデンサー 下の写真の問題の問6で 静電エネルギーの変化量　と　電池の内部エネルギー変化量の符号の関係がわかりません。 答えはそれぞれ　-1/2IVΔt 、　IVΔt です。 この問題ではIは電流の大きさであり、 静電エネルギーの変化量=1/2ΔCV^2、ΔC... 続きを読む

教·エ·応生: 3' 3 次の文を読み、以下の問いに答えよ。 (配点比率 医: 4 外りように, 一辺a[m]の正方形の金属板を極板とする平行板コンデンサーが起電力V[V] 可能な電池に,スイッチSを介して接続されている。極板間の距離はd[m]である。この ーンテンサーに,厚さ d, 上下面が極板と同形である。誘電率e[F/m]の誘電体の板が,極板の 辺に沿うように挿入されている。コンデンサーを充電した後,誘電体をコンデンサーから引き出 すとき,どのような力がはたらくかを調べたい。 1ぶすます 以トでは、誘電体の位置を,極板の左端から誘電体の左端までの距離x [m]で表すことにす る。以下の問いに解答するとき,極板の端の効果,電池の内部抵抗,導線の抵抗,摩擦力は無視 できるものとする。なお, コンデンサーは大気中におかれており, 空気の誘電率は,真空の誘電 率Eo(F/m]に等しいとしてよい。 い ) 問1 誘電体がx=0の位置にあるとき,スイッチSを閉じ,回路が安定するまで十分に充電 い してから,スイッチSを開いた。このとき, 極板に帯電している電荷 Qo[C]はいくらか。 問2 間1の操作の後, スイッチSを開いたまま, 誘電体を極板から距離x引き出した。このと きの,コンデンサーの電気容量 C(F] と,蓄えられた静電エネルギーU[Jを求めよ。なお, 答えはa, d, e, Eo, X, Vの中から適するものを用いて表すこと。 問3 一般に,物体には位置のエネルギーが小さくなる向きに力がはたらく。この考えを用いて, 位置xにおいて誘電体にはたらくカの向きはどうなるか, 答えよ。どのように推論を進めた か簡潔に述べよ。 上記と同様のことを, スイッチSを閉じたままで行うと, 誘電体にはたらく力はどうなる

大門2の(ウ)で電気量保存則の立て方が分かりません。そもそもコンデンサー2に蓄えられる電気量が2q0-q1になる理屈が分かりません💦

A モーター 0.S ル 床 (n9 2.0 図3 次の文章を読み,以下の各問に答えよ。 2 図1のような一辺の長さ w [m]の正方形の薄い金属平板2枚を用いた間隔 d (my の2組の平行板コンデンサーC, Cg がある。平板の空間は真空 (真空の誘電率 F/m))であるが,コンデンサー C2 には図の右側から平板と平行にx [m]だ ナ比誘電率,P誘電体をゆっくりと挿入していく。誘電体は w × 20× d [m]の すき ま 吉右体で、挿入された部分は平板間に隙間なく埋まる。ただし, コンデンサーの 周辺部の影響は無視できるものとする。 ア) コンデンサー C, の電気容量(静電容量) Ci[F] を w, d, x, Eo, E, のう ち,必要なものを用いて表せ。 )誘電体をェだけ挿入したときのコンデンサーC。 の電気容量 C,[F] を w, 1, 2, E, Er のうち,必要なものを用いて表せ。 と C。を図2のように並列接続する。最初に, コンデンサー Caに誘電体を挿 ない状態(z = 0)でスイッチSを閉じて電荷を蓄えたところ, C, C2 とも

（2）の問題です。 解説の内容は理解できたんですけど、少し引っ掛かる部分があって…、AからPまでの真空部分は1／4dなのでV＝EdでEは一様な電場だから電位Vも1／4d にならないですか？この考え方だとB地点でVが0になってないしおかしいのは分かってるんですけど考え方として... 続きを読む

80 間隔dだけ離れた極板A, Bからなる電気容 量Cの平行板コンデンサー, 起電力Vの電池と スッチ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。 (1) コンデンサーに蓄えられた電気量はいくらか。 A キ4 'B 図1 次に,スイッチSは閉じたまま, 厚さ号の金 A V P 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。 このときの極板Aから極板B までの電位の 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'はいくらか。 (5) Pを取り去るときに外力のした仕事 W はいくらか。 に必 (愛知工大+静岡大) の。 の

(d)から教えてください > <

続いて、スイッチ S」 を開いた。その後, 図2のように、コンデンサー C」の機 板 AB 間に,断面の形が極板 A, Bと同じで, 厚さが AB間の距離の半分であり、 比誘電率が e, (E,>1) の誘電体を極板Aに接するように挿入した。ただし、コン 問4 デンサー C」の極板問隔をdとし、空気の比誘電率を1とする。以下の文章中の空 欄 と には適切な数式を記入し, (b)と(c)では{ }内から適 切な語句を選び, その番号を記入せよ。 A d 誘電体 II I 0 B Vo 図2 誘電体を挿入する前の極板 AB間の電位差をV。とすると,このときの AB 間の 電場の大きさE。は, E。= と表せる。その後,誘電体を挿入すると,誘 電体が入っていない領域Iの電場の大きさは,(b) { ① E。よりも大きくなる ②E。 よりも小さくなる(3。と等しい}。また, 誘電体が入っている領域IIの電場の 大きさは,(c){① E,よりも大きくなる(2 E。よりも小さくなる③ E, と等しい}。 このとき,極板 AB間の電位差は, Er, V。 を用いて, となる。 問5 さらに,コンデンサー C2の極板間隔を半分にしてから, スイッチS」 を閉じた。 このとき,回路には電流は流れなかった。コンデンサー C」 に挿入した誘電体の比 誘電率 e,を求めよ。 問6 コンデンサー C, の極板Bの位置を原点として, Bから極板 Aの向きにx軸をと る。極板Bの電位を0としたときの, AB間の位置×における電位を表すグラフを描 け。ただし,x=dとx=dでの電位の値がわかるように, 問4の V。を用いて示せ。 解答用紙には問4で誘電体を挿入する前の電位の様子が太い破線で描かれている。 38 12

まずは何をしたかいいか分かりません。よろしくお願いいたします🙏

練習問題3 TH-D BO A 図のように,影をつけた長方形の領域に, 磁束密度 B= 10T の 一様な磁場(紙面の裏→表)がある。そこに, ABの長さが/=0.1m の1巻きコイル ABCD を, 一定の速さ v=0.1m/s で磁場と垂直 に挿入する。コイル全体の抵抗値をR=0.1Ωとする。 (1) 図の(a), (b)および(c)の各状態で, コイルに流れる電流の大き さをそれぞれ求めよ。 B C CA) 図の(b)の状態のとき, コイルに流れる電流が磁場から受ける力の大きさと向きを求めよ。 ~復習~ 電流が磁場から受ける力 磁束密度B[T]の中に磁場の方向と垂直に 電流TA]を流すとき、 導線の長さ[m]の 部分が磁場から受ける力の大きさF[N]は F=}L\ このとき, コイルを挿入する速さを一定に保つために, 外から加える力がする仕事率を求めよ。 のとき, コイルの抵抗で消費される電力を求めよ。