(1)についてで、(1)の2行目のABC内部の電場が0になることより、図1のような電荷配置になると書いてあるのですが、これはどのようしたらそのように置けるのか教えてくださいm(_ _)m

第2問 (配点 33) 板 A, B, C がある. A, B, Cはすべて同じ形の正方形の平板で面積はSである. 金属板に電荷を与えたときの電荷分布とその変化について考える. 真空中に金属 Bの厚さを とする. AとCを間隔 d+1で平行に配置して固定し, その間にBをA, Cに対して平行になるように挿入する. BはA, Cに平行を保ったまま上下に動く ことができる.Cの上面の位置を原点として上向きに軸をとり, B の下面の位置を 座標 X (0<x<d)で表す. d. lはA.B.Cの一辺の長さに比べて十分に小さく, 電場は金属板に垂直で,金属板の端の効果は無視できるものとする。重力の影響は考 えない. 真空の誘電率を co として、以下の設問に答えよ. [A] B を X = d/4 の位置で固定しておく. A, B, C にそれぞれ電荷 Qg, -Q を与える.Q> 0,0 <g < 2Q である. (1) 電荷は各金属板の表面に分布する. このとき,図1のように, A上面の電荷 を Q1,A下面の電荷を Q2, B下面の電荷を Q3 とすれば,A,B,C内部の 電場が0になることから, B上面の電荷は-Q2, C上面の電荷はQ3, C 下面の電荷は Q になる. Q1, Q2, Q3 をそれぞれ求めよ.

物理について質問です 解説の傍線部はどのようにしたらこのような式になるのか教えていただきたいです🙇🏻‍♀️

228 誘電体の挿入■ V[V] の電池をつないだ電気 容量C [F]の平行平板空気コンデンサーがある。 次の(1), V (2)のように、両極板間に比誘電率 &r の誘電体を入れた 238 場合について, コンデンサーに蓄えられる電気量をそれ ぞれ求めよ。 図1 (1) 図1のように,極板間の右半分を誘電体で満たした場合の電気量 Q」 [C] 図2 (2)図2のように,極板間の下半分を誘電体で満たし、その誘電体の上面を厚さの無視で きる金属板でおおった場合の電気量 Q2 [C] 例題 44,237,239

どうして電池の仕事がコンデンサーのだけになるんですか？ 抵抗にも仕事しないんですか？？ 教えて欲しいです🙇‍♀️

必解 107. <スイッチの切りかえによる電荷の移動〉 R R[Ω] 図のように,電圧 V [V], 2V [V] の電池 E1, E2, 電 S1/S2 気容量がいずれもC[F]のコンデンサー C1, C2,抵抗値 R[Ω] の抵抗 R, スイッチ S1, S2 が接続されている。最 初, スイッチ S, S2 は開いていて, C1, C2 には電荷は蓄 えられていないものとする。 また, 電池の内部抵抗は無 視できるものとする。 次の問いに答えよ。 (1) S を閉じてから十分に時間が経過した。この間に電池 E がした仕事を求めよ。 の C2. C[F] C1 C[F] T E1 VVX E2 Vo [V] 2V (V) (2)次に,S1 を開き S2 を閉じた。十分に時間が経過した後のC2 の両端の電位差を求めよ。 また,この間に電池 E2 がした仕事を求めよ。 [し] VOX (3) 続いて, S2 を開き, S1 を閉じた。 十分に時間が経過した後, S を開き S2 を閉じた。さら に十分に時間が経過した後の, C2 の両端の電位差を求めよ。 (4)この後,(3)の操作をくり返すと, C2 の両端の電位差はある有限な値に近づく。 その値を 求めよ。 コンデンサー [17 大阪市大〕 必解 108. <極板間の電場と電位〉 真空中で図1のように, 2枚の薄い金属板 A, B を間隔d 〔m〕 は なして配置した平行平板コンデンサーの両端に起電力 V [V] の電 池とスイッチSがつないである。 dは金属板の大きさに対して十分 A IB

1番下の式に重力を斜面方向に分解した分力の仕事が書かれないのは何故ですか？ 運動中は働かないということですか？

チェック問題 3 滑車と放物運動 図のように, 上端に滑車のつい 傾角30°の粗い斜面がある。質量 mの台車Aの上に質量mの球Bを 乗せ、軽い糸で滑車を通して質量 4mのおもりCにつなげ, 全体を静 かに平板上に置いた。 台車は, 動 摩擦係数 3 やや 15分 B m A 4m 130° の斜面上Lだけ登り, 滑車に衝突すると, 球はその 3 ときの初速度で空中に飛び出していって最高点に達した。 (1) 球が飛び出す速さ はいくらか。 (2)球が飛び出した位置からはかった, 最高点の高さんはい くらか。 ただし, 最高点での球の速さは √3 -v となる。 2 解説 (1) 速さを問うので,エネルギーで解 こう。 まずは,動摩擦力から出してみよう。 図a で, 台車と球の斜面と垂直方向の力のつ り合いの式により 垂直抗力Nは, N N F N = 2mg cos30°=√3mg -30° 2mg よって、動摩擦力の大きさ Fは, 図 a F=3NV3 x √3mgmg... ① 3 3 ここで, 台車と球に注目して 《仕事とエネル ギーの関係》を立てると、 「3要素」は(ばねナシ), L T 1-1+ 前 (速さ0) (高さ0とする) 前 30° 後 (速さ), (高さはLsin30°= 前 2 高さ 0 とする 図 b 0+(-FXL)+(張力T)×L=122mu2+2mg × 12L となるね。 未知 この式からは求まるかい? 2

(4)なぜガラス板の中での光の速度のAD方向の成分の大きさが解説のようになるのですか

実戦 基礎問 56 光ファイバー B 物理 C 屈折率nのガラスでできた平板が空 気中に置かれている。 平板の断面 ABCD は長方形であり, AD=1とする。 図のように,スリットSを通して面 ABCD に平行な光を平板の端面に入射 角iで入射する。 真空中の光の速さをcとし, 空気の屈折率を1として,次 の問いに答えよ。 (1) 平板の左端面ABに入射した光の屈折角をとして, sinr を n, iを用 いて表せ。 (2)平板内に進んだ光が平板の下面で全反射を起こすためには、入射角は どのような条件を満たさなければならないか。 入射角と屈折率nの間に 成り立つ条件式を示せ。 (3) 入射角がいかなる値をとっても平板内に進んだ光が平板の下面から外 に出ないためには,屈折率nの値はどのような範囲になければならないか (4)(2)の条件が満たされる場合, 平板に入射した光は,図に示すように、平 板の下面と上面で交互に全反射を繰り返しながら平板の内部を進み, 反対 側の端面に達する。 このようにして, 光が辺 AB から辺 CD に到達する。 に要する時間を求めよ。 (首都大

物理の質問です。 (7)で解説に「Q,S,ε_0は極板間隔によらないので、極板間引力は一定である。」とありますが、仕事の式W=Fxが使えるのはFが定数（一定）の時だけで、問題を解く段階ではFが定数だとは分からないので、W=Fxの式を使うのは間違って居ませんか？循環論法見た... 続きを読む

0 ① 16:38 232 コンデンサーの極板間の引力 基本問題232 面積Sの平面極板 A, Bが間隔dで平行に保持された平行平板コンデンサーがある。 極 板 A, B に充電された電気量が +Q, -Q (Q>0) のとき, 真空の 誘電率をco として以下の問いに答えよ。 (1) この平行平板コンデンサーの電気容量 C を求めよ。 (2) 極板 A, B 間の電位差 V を求めよ。 (3) 極板 A, B 間の電場の強さ E を求めよ。 (4) このコンデンサーに蓄えられている静電エネルギーUを求めよ。 3 (5) 極板Bをわずかに移動して, 極板 A, B間の距離をxだけ増したときの静電エネル ギーの変化 4U を求めよ。 ( 6) 極板Bをわずかにxだけ移動したときの外力のする仕事 W を求めよ。 (7) +Q, -Qに帯電した極板 A, B間のFを求めよ。 事をすることにより与えられる。 Q2x よって W=4U= 2εOS 学習の記録 例題 46 答 解説 (7) 極板を引きはなす力は極板間引力と等しい大きさである。 仕事の式 「W=Fx」より 解説 W Q2[1] F= X 280S ←[1]_Q, S, 80 は極板間隔によらないので,極板間引力は一定である。 ▲ツールバー ホーム オプション 学習ツール 学習記録

（3）がわからないです。なぜ（ア）が答えになるのでしょうか...？（1）の誘導がない場合でも導けるように考え方を教えて頂きたいです。よろしくお願い致します。

B (思考 図1に示すように直交座標系を設定する。 初速度の無視できる電荷g (g>0),質量m の陽子が,y軸上で小さな穴のある電極 a の位置から電極 a b 間の電圧Vでy軸の 正の向きに加速され, z軸に垂直でy軸方 向の長さがしの平板電極c, d (z=±ん) か らなる偏向部に入る。 c, d間にはz軸の 124. 〈電磁場中の荷電粒子の運動〉 x 偏向部 h y E 変位 d 図 1 正の向きに強さEの一様な電場 (電界)が加えられている。これらの装置は真空中にある。 電場は平板電極 c,dにはさまれた領域の外にはもれ出ておらず,ふちの近くでも電極に垂 直であるとし、地磁気および重力の影響は無視できるとする。 〔A〕 電極bの穴を通過した瞬間の陽子の速さvo を,V,g, m を用いて表せ。 〔B〕 その後,陽子は直進し,速さのままで偏向部に入る。 (1)陽子が電極 cに衝突することなく偏向部を出る場合,その瞬間のz 座標 (変位) 21 を Vo,g, m, l,Eを用いて表せ。 (2)Eがある値Eより大きければ陽子は電極cに衝突し,小さければ衝突しない。その値 E を, V, l, んを用いて表せ。 〔C〕 陽子のかわりにα 粒子 (電荷 2g, 質量 4m) を用いて同じV,Eの値で実験を行った ところ,偏向部を出る瞬間の座標 (変位) は 22 であった。 Z2を, 21 を用いて表せ。 [D] E の値をE1 に固定し, 電極 c d にはさまれた領域にx軸の正の向きに磁束密度B (B>0) の一様な磁場 (磁界) を加え, 再び陽子を用いて実験した。 (1) Bをある値 B1 にしたところ,陽子は偏向部を直進し, 偏向部を通過するのに時間 T を要した。 B1 と T1 を, Vo, E1, lを用いてそれぞれ表せ。 (2) Bをある値 B2 (0 <Bz <Bi) にしたところ, 陽子が偏向部を出る直前の座標 (変位) は Z3 (230) であった。このときの陽子の速さを,g,m, V, E1, 23 を用いて表せ。 *(3) Bを 0<B<B, の範囲内で変化させて実験をくり返し, 陽子が偏向部を通過するのに 要する時間を測定した。 このとき, BとTの関係を表すグラフはどのようになるか。 図2の(ア)~(オ)の中から最も適当なものを1つ選べ。 T4 TA (ア) T₁ T4 TA TA (イ) (ウ) (エ) (オ) T1 T1 T1 T₁ 10 B₁ B 0 B₁ B B₁ B 0 B₁ B 0 B₁ B 図2 [東京大〕

なぜ（2）のC上とかに×2をするのですか？

板に蓄 満たし 題 73 このときの極板間の電位差 V' を求めよ。 374. 誘電体の挿入 V[V] の電池をつないだ電気 容量 C〔F〕の平行平板空気コンデンサーがある。次の(1),V_ (2)のように,両極板間に比誘電率 εr の誘電体を入れた 場合について, コンデンサーに蓄えられる電気量をそれ ぞれ求めよ。 図 1 (1) 図1のように, 極板間の右半分を誘電体で満たした場合の電気量 Q1 [C] (2) 図2のように, 極板間の下半分を誘電体で満たし, その誘電体の上面を厚さの無視で きる金属板でおおった場合の電気量Q2 [C] 例題 74,383,385 例題 74,382,384 図2

問109のコンデンサーの問題です。 S1を端子2に切り替えたときC1の電圧が2/3Cのままである理由を教えてください。

109 ・回路とつなぎかえ> 電気量保存の法則と、電位差の関係式を用いる。 (イ)S, を端子2に入れる C2の電圧はEと等しい 「極板の間隔を2倍」 電気容量は倍 Aのほうへ電荷をもどそうとするが、 ダイオードに止められる ア) 回路は実質的に右図の実線部分となり, C1 と C2 は直列である。 C と C2 の電圧をそれぞれ V1, V2 とすると AB間の電圧について Vi+V2=E 電気量について Q=CV=2CV2 上記2式より V₁=E 別解 初期電荷が0だからCとC2の電圧の比は電気容量の逆数の比になる。 C+2CE=2/3E C の電圧 V は Vi=C+2C 2C (イ) S端子2に入れると, C2の極板間の電圧はEになるから,AB間の電位 差は Vi+E= 5 =1/32E+E=1E (ウ)BよりAのほうが電位が高いからDには順方向に電流が流れ,Dの電圧が 0になるまで電荷が移動する。 S2 を閉じた後の各コンデンサーの電位差を図のように V1, V2, Vと すると V1 + V2=V/3 ※A← ...... ① また、各コンデンサーに蓄えられている電気量はそれぞれ Q=CV1 Q2=2CV2 Q3 = 2CV3 点A側の電荷の保存より +Q+Q=+/CE+0 ゆえに Vi+2Vs = 212/2E 点P側の電荷の保存より -Q+Q2=1/3CE+2CE ゆえに Vi+2V2=1/32E -E q=Q₁==ce, 2 V-22-1/21. v= Q = 5 E₁ -3 ③ 5 ①, ②, ③ 式より V1, V2 を消去して V3 を求めると Vs= よって, 求める Q3 は 12 Q3=C₁V₁=2C ×52E=CE 12 別解 S2 を閉じた後の図で,点A, Pの電位をx, y と仮定する。点P側の 極板の電荷の保存より Cx(y-x)+2C×(y-0)=-12/3CE+2CE 点A側の極板の電荷の保存より C×(x-y)+2C×(x-0)=+/3/3CE+0 -E, =1/72E.y=1/2E -E 上記2式より x= 5 よって,C の電気量 Q, はQ=2C×(x-1)=2C×(1/E-0)=1/CE (エ) 極板の間隔を広げると電気容量が小さくなる※B。 「Q=CV」より,Q3が 一定ならば,C3 が小さくなると V3 は増加することとなる。 電荷はダイオードDを逆方向に流れることができないから, C3 の電荷が(ウ) のまま保たれる。 V1 Cx=2C×12=cQ==.22CE 2 11 2 _1.Q2 5 1 = U = 1 x V² - 1 · 2 0 - 1 0 ( 2 ) ² - 1 IC (CE) - CE = -CE2 25 144 2 2C 2 2C V20 E S1 |C1 P• ・C C 2 2C A A C₁ C₂ C1 B V3 C 2C より V1+V2=V3 S2 を閉じる前 A V₁ ※ A Vi+ V2=V V3 = V HE 2C B +2/3CE CE C3 P +2CE C21 2C-2CE B S2 を閉じた後 Ax 0 電位差 0 2C S₂ 文 C31 2C0 電位差 0 2C 気容量がいずれもC〔F〕のコンデンサー C1, C2, 抵抗値 108. 〈スイッチの切りかえによる電荷の移動> 図のように、電圧 Vo [V], 2V 〔V〕 の電池 E1, E2, 電 [R[Ω] の抵抗 R, スイッチ S1, S2 が接続されている。 最 初, スイッチ S1, S2 は開いていて,C1, C2 には電荷は蓄 えられていないものとする。また, 電池の内部抵抗は無 1+ 視できるものとする。 次の問いに答えよ。 Vo (V) E2 2V (V) (1) S, を閉じてから十分に時間が経過した。 この間に電池E」 がした仕事を求めよ。 (2) 次に, S, を開きS2を閉じた。 十分に時間が経過した後のC2 の両端の電位差を求めよ。 また, この間に電池 E2 がした仕事を求めよ。 (3) 続いて, S2 を開き, S1 を閉じた。 十分に時間が経過した後, Si を開き S2を閉じた。さら に十分に時間が経過した後の, C2 の両端の電位差を求めよ。 (4) この後,(3)の操作をくり返すと, C2 の両端の電位差はある有限な値に近づく。その値を 求めよ。 S ◆BC=es より電気容 量は極板間隔dに反比例する。 S₁ 180 114 コンデンサー 89 B R R [Ω] C₁ C [F] 109. 〈ダイオードを含むコンデンサー回路とつなぎかえ> 次のア~ウに当てはまる式を記せ。 また,エは指示通りに解答せよ。 A S2 C2 C [F] tr 図に示した回路において, C1, C2 は電気容量がそれぞれC, 2Cの平行平板コンデンサー, C3 は極板間隔を変えることが できる平行平板の空気コンデンサーで,あらかじめ電気容量 が2Cになるように極板間隔を調節してある。Eは起電力E の電池, S, S2はスイッチ, Dはダイオードである。 初め, C1, C2, C3 の電荷は0で, S1, S2 は開かれている。Dは順方 向のみに電流を通し, そのときの抵抗値を0とする。 まず, S1 を端子1に入れて C1, C2 を充電した。このとき、 C の極板間の電圧はアである。 次に, S1 を端子2に入れて, 十分時間が経 S を開いた。このとき, AB間の電位差はイになっている。この状態で、 と C3 にはウの電気量が蓄えられる。 次に, S2 を閉じたまま, Cg の極板 に広げた。 この操作の後, Ca における極板間の電圧 V, 蓄えられている電気 の電気容量 Cx と,極板を広げるのに必要とした仕事Uを, C, Eなどを用い れを区別してエに示せ。 S₁ E 12 =C2 B 110. 〈4枚の導体板によるコンデンサー回路) 次のア~スソーチの中に入れるべき数や式を求めよ。 る文章を解答群から選べ。 ただし,数式はC, V, dのうち必要なも

⑶の問題です。 黄色い線を引いているところなのですが、なぜその数字だと分かるのでしょうか？ 教えてください🙇‍♀️

12 『あらい斜面上の運動』 摩擦のある平らな板の上に,質量m[kg]の物体が置かれている。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 として,次の問いに答えよ。 (1) 水平板の一端を軸として静かに傾けていったら、板の傾きの角が0になったとき物体が板 上をすべり出した。 物体と板との間の静止摩擦係数をμとして,このときのμと0の間の 関係式を求めよ｡ (2) 傾きの角を30° (>0)に保って, 板面にそってこの物体を下方に運動させ、 次に上向きの ✓3 初速度を与えてすべり上がらせた。 板と物体の間の動摩擦係数が のとき、すべり落ちる 5 ときの加速度と、すべり上がるときの加速度はそれぞれいくらか。 (3) 板を水平にして、この物体を板面に沿って右向きに 14m/s の初速ですべり出させた。この とき物体は、どれだけすべって止まるか