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物理 高校生

黄色いマーカーの所の式変形を教えて頂きたいです🙇‍♀️

224 (225 また、電気量保存の法則より、K,と K,の電気量の和は⑤の に等しい。よって、 q=CVより, 並列接続なのでqはC に比例する。 9:9=2C:2C (2)(コンデンサーの静電 エネルギーの増加分) = (外 力がした仕事) C'=- d 2CV」 -= (2C + 2C)V。 3 V ゆえに、V= そネルギーと仕事の関係より,4U=W 電池を切り離したので,電気量は qa[C)で不変である。 6 2C 9=2C+ 2C92 に帯電した電荷の影響によ り、導体板は吸い込まれる 向きに電気力を受けるので,28 外力の向きは図の右向きと なり、外力のする仕事は負 になる。 (3) Ar は3Lに比べて 微小として、分母の Ar を 無視する。 CV 求める電気量をqa とすると、qa=2CV»= 3 1 592 (1)と U=より、 (4) 図のように正負の電荷が蓄えられ、K,の電圧が V。 K.の 電圧がなになったとすると,q=CVより,Ki, K,の電気 量はそれぞれCV. 2CV& となる。 破線部分の電気量保存の法則より. -CVe+ 2CV<= - CV, +2CV。 これに、2, 8. 9を代入して計算すると, 28 より求めてもよい。 (4) センサーA dxq8 W=4U =2×3soL 2×2€L d×q8 da? 12sL 3d 直列接続のように見えても。 電気量が等しくないときは 直列接続の合成容量の式は 成り立たない。そのときは、 電気量保存と電圧の式をた てる。 2) 2の値がx=Lからx=L+4x になったときのコンデン サーの静電エネルギーの増加分を 4U' I)とすると,(2)と 2V」 3+2C× 同様にして、エ=L+4x だから 9 AW=AU' =- - CV。+2CV。=-C×- V_ ……10 9id 2C(2C EL(3L+ 4r) 3el 2eLV Ax 2 破線部分の電気量の和が0にならないので, K,と K。の電 気量は等しくならない。よって, 直列接続の合成容量の式は 成り立たない。 電圧の式より、Vie+Vs=1V ……D (01 D 2cL'V Ar 3d(3L+ Az) 2eL'V Ax 3d ×3L +CV。-CV。 9d 外力を右向きとすると,外力の大きさをF(N)として、外力 がした仕事は一 FAx(J]となる。よって、-FAr=4wより。 +2CV。 |+2CV。 Vキ 7V 0. Dより、Ve=- -2CV。 -2CV。 2cLVAr 9d 9 -FAx キ - る3( SAte 437 2e.LV ELV 3d ゆえに,F= 9d (3) AW: 2eLVAx 0. 外力の大きさ: 2eLV。 438 センサーA, B 9d (N) 指針)導体板が入っている部分と入っていない部分の2つのコンデン (1) 60μF: 2.4×10-C. 40 μF:5.6×10'C. 20 μF:3.2×10-'C (2) -4.0V 438 P6 40 uF 20 uF サーの並列接続と考える。 指針電圧の式2個と電気量保存の式を立てる。 (1) 各コンデンサーの極板間の電圧を,右図のようにそれぞれ V(V), V(V), 1V(V)とし、蓄えられる電荷の符号が右図の ようになっていると仮定する。破線で囲まれた部分の電気量 保存の法則より. q=CVを用いて, + 40×10-V%-60×10-V-20×10*V%=0 ゆえに,3%-2V:+1½=0 …O また、閉じた回路についての電圧の関係式をたてると、 V+ V= 18 ……② 0~3より、V=4.0[V). G=14(V). %=16(V) 以上より、 60 μF:g=60×10-*×4.0=2.4×10~(C) 40 uF:92= 40×10-*×14=5.6×10~[C) 20 uF:9= 20×10-*×16=3.2×10~[C) =4.0[V)より,点Nの電位を基準とすると、点Mの電 位は、-4.0V (1) 最初,導体板を挿入しなかったときの電気容量を C.[F]. V) 解説 437(1) センサーB, G 解説 電気量を qo(C) とすると, C=e e- q=CV より, P V(VF 60 uF のセンサーH C=S×2L×L_ 2c.L?, d 金属板や誘電体板を入 d 12V れた場合 18V 2eL'V。 →いくつかのコンデン サーの並列,または直 列接続と考える。 0~3より、 37-2(18-7) d コンデンサーの, 導体板が入っていない部分の電気容量を G[F), 導体板が入っている部分の電気容量を C.[F]とする と,C=e-より, C は面積がL(2L-x) [m°'], 極板間隔が -V+%=12 …3 +(12+ V) = 0 ゆえに、V=4.0[V) のより、 =18-V=14(V) のより、 V=12+K=16(V) 2個のコンデンサーの並列 接続と考える。 d Cm]だから。 - J, (2L-x)(F) C= d C」 導体板内には電界ができないので, C:は極板問隔は残りの 部分の(m)になる。面積が Lr[m']だから。 |2eLI (F) d 21 _ EalI - CG=S d 2 d あるから 出 GとCは電圧が同じなので, 並列接続の合成容量の式が成 り立つ。よって, 求める全体の電気容量C[F]は, EaL(2L -ェ),2ela _ eL (2L+x)_rp) 中 C=C+C= d d d 65 イ

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物理 高校生

二で、C2の電圧が0になるのがどうしてか分かりません。教えて下さい。

2っor まっet 44人0 、ア4 放 の文理を読み、 [あーししてに造切な数式を記入せよ。また, イートビ には迷きれた介択 肢からもっとも適切なものを一つ選べ。[ あぁ トに[ て ]に さ CS こ 8 [して ] に記入する 数区は, 人 の2 1 ト[ ミ ]には同じ選択肢をマーク してもょo ルル 回路において, 抵抗 Riの抵抗値は 2が。、 抵抗R。 R C」 は,禁 。 の抵拓値は , コイルルしの自選インダクタンスはし/,。 直流電 Gi の電生はと” 源Eの起電力はどである。また平行板コンデンサー Ci は, PL 大板の間奏がののとき, 電気容量がひである。コンデンサー ーーコーの で)キ Cz の電気容量は常にどである。 直流電源とコイルの内部抵 | sho | 人 抗, 導線の抵抗、 および電磁波の放射は無視できるとする。 の ーo & 最初. スイッチ Si,。S。 S』は全て開いてお ンァ | と ュ 2。 つ3 開 おりりのの避の ーーレー 基 1 ンサーにゃ電荷が鞭えられておらず, Ci の極板の間隔は9 了馬0 St であった。 以後,回路のこの状態を「初期状態」と呼ぶ。 。 p-上(抽朱休26) | ーー。 (撤休3 ン RG [1 〕 「初期状態」から, S。 と S。を開いたまま S」 を閉じる 紀匠 ? と, その直後に抵抗 R, を流れる電流は[あぁ ]である。そ の後十分な時間が経過すると。 Ci に著えられている電気量はで-]となる。その後。 Siを閉じたままCl EN の李板の間隔を 2@ にし, 十分な時間が経過すると, Ciに甘えられている静電エネルギーは[| イ |とな |. る。 ョ et る (2 ) 回路の状態を「初期状態」にも どした。 その後 S」 を閉じて, 十分な時間が経過した後に S。 を閉じた。 S。 を閉じた直後にしにかかる電圧はう |である。S。 を閉じてから十分な時間が経過まると, しに流れ る電流は| え となり, Ciに甘えられる静電エネルギーは[ 王 |となる。その後, S。 を閉じたまま Sr を刻くと。 最初は回路に振動する電流が流れたが, 十分な時間が経過すると回路に交れる電流はやロとな った。このとき。 8 を開いてから回路に電流が流れなくなるまでに Rsで発生したジュール欠はしS 4 である。 (3 ) 表び, 回路の状態を「初期状態」にもどした。S,とSs を閉じて十分な時間が経過すると、 Ci に半え られている静電エネルギーは| ム ], C。に甘えられている静電エネルギーは[ 三 |となる。その後。Ss を閉じたまま S, を開き, 静かに C の極板の間隔を 27にして十分な時間が経過すると, に閉えられて いる電気量は[| か ]となる。さらに, Ci の極板の間隔を 2 に保ち, S』 を閉じたまま S、 と S。 を閉じて 子分な時間が経過すると, Ci に蒼えられている電気量は [まき ]、C。に著えられでいる電気量はして_| となる。 1 ュ テコ, しつ しスー しニコにする衣R度 ① C5 ⑨ 人CE ⑨ 2506 ⑨ 4C5 2 人 の すCg の 古Gg @ Ce @⑥ 3P @ +op ⑩ 4CP

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