電磁気学Iです。10の問題なのですが、答えでなぜa'からb'の電位差から求めているのかが分かりません。a'からなのは分かるのですが、b'までなのはどうしてですか？

問題 4 図のように、 内半径αと外半径αを持つ導体球殻 (α' > α) と、 内半径と外半径が を持つ導体球殻 (b' b) が真空中に置かれている。2つの球殻の中心は一致してい る。 内側と外側の球殻には、それぞれ、電荷 Qa, Q が与えられている。 球殻は導体 であるので、電荷はその内部には存在しない。 内側の球殻に関しては、この状態で は、内面に電荷はなく、 Q は全て外面に分布している。系の対称性から、 電場、 静 電位は中心からの距離rのみの関数であり、 それぞれ、 E(r), Φ(r) と表記する。 ま また、無限遠方での静電位は0とする。 このとき、 以下の問いに答えなさい。 4-1) a' <r < b(2つの球殻の間) での E(r) を示しなさい。 a' + But 4-2) b <r<b (外側球殻の内部) であるような半径の仮想球の内部に含まれる電荷 Q' を示しなさい。 また、外側 球殻の内面に生じている電荷 Q61、 外面に生じている電荷 962 も示しなさい。 4-3) r>b (外側球殻の外部) での E (r) を示しなさい。 440≤r の範囲で、 横軸がr、 縦軸が電場E(r) のグラフを書きなさい。 極大点の値やの依存性などは適宜 記入して、解答の意図を明確にすること。 4-5)rb (外部球殻の外側)でのΦ(r) を示しなさい。 4-6) br<b' (外側球殻の内部) でのΦ(r) を示しなさい。 4-7) a' <r <b(2つの球殻の間)でのé(r) を示しなさい。 480 の範囲で、 横軸r、 縦軸 é(r) のグラフを書きなさい。 極大点の値やの依存性などは適宜記入して、 解答の意図を明確にすること。 4-9)2つの球殻の間の静電容量 C を求めよ。 4-10) この状態から、外側の球殻を接地した。 この時の2つの球殻の間の静電容量 C を求めよ。

これがほんとに分からないので教えてください

大学演習 電磁気学 P43 [28] 半径αの導体の球殻」と半径azの導体の球2が同じ点を中心としておかれている aisazのときCG2 C22を求めよ。 球2 Q2 ・球殻1

電子についての質問です。なぜ電子軌道上の電子は一番電子殻に近いものがエネルギー準位が一番低いんですか？電子殻と電子のクローン力は一番強いと思うのですが…

電磁気の以下の問題が分かりません。47番です。(1)と(2)だけで構いません。 媒質の違いにより、導電率が違いますが、電場の大きさはどのようになるのでしょうか？ よろしくお願いします。

てる。 47. 図 23 のように、導電率の1,2の媒質 1,2が接しており、その中 に半径aの半球状金属導体が中心Oを両媒質の境界面上に位置す るように埋め込まれている。 中心からの距離をrとし､ 金属導 体に電流を流したとき、以下の問いに答えよ。 ただし、媒質1, 2は金属導体の球面に垂直な方向に無限に広がっており、 無限遠 における電位を0とする。 (1) 媒質1と2が接する境界面における電界の大きさをそれぞれ Ei(r) およびE2(r) とするとき、 Ei(r) の E2(r) の関係を求めよ。 (2) 媒質1および2内における電界の大きさE(r) および E2(r) を求 めよ。 (3) 媒質 1 および2内をそれぞれ流れる電流ムおよび を求めよ。 (4) 金属導体の電位V を求めよ。 (5) 金属導体と無限遠との間の抵抗 R を求めよ。 同心導体球殻の間に抵抗率p の物 Vを加えると I 0+ 02 媒質2 & b 01 媒質 図23

この問題の解き方が分かりません

[宿題 1] 図に示すように半径 a [mm] の内部導体球と内半径b [m] の外部導体球殻で構成されるようなコンデンサがある. 導体間を空気 (誘電率 co [F /mn]) で満 たし、かつ誘電率 €[F/m] の厚さ t[m] (t < b - a) の誘電体を内部導体球の外側に接して置いたとき, コンデンサの静電容量Cを求めよ. b

6は5よりq＝0になりました。 合っているか教えて欲しいです。 5.6が不安です！

原点 0 を中心とし、 厚さを無視できる、 半径 & の導体球殻 A と A より小さい半径 l2 ( l1 > l2) の導体 球殻 B のふたつの導体球殻上に分布する電荷が作る静電場について考えたい。 初めは、 導体球殻 A に電荷量 Q を与え、導体 球殻 B には 電荷を与えない状態にしておく (下図左側参照)。 その後、ふたつの導体球殻を導線Lでつなぎ、その結 果、初めに導体球殻 A にあった電荷のうち電荷量だけが導線L を通って電流として流れ、 導体球殻 B へ移動して静 止した状態になったとする。 ただし、 電荷の移動後においては、電荷は導線L上には分布せず導体球殻 A から B へ電 荷量αの電荷が移動しただけで、 いずれの導体球殻にも新たな電荷は与えないものとする(下図右側参照)。ふたつの導 体球殻上の電荷分布が作る静電場E'(r) は、 球対称性より、 l₁ B Q と書くことができ、 導線Lによる球対称性からのずれは無視できるとして以下の間に答えよ。 ただし、 r = |r | は、原点 から任意の位置までの距離であり、E'(r) はr=|r| のみに依存する求めるべき未知関数である。 また、 rを半径とし て原点を中心とする仮想的な球の領域をV、Vの境界をなす球面を Sとし､導体球殻と導線以外は真空で、真空の誘電 率を co とする。 なお、 r の値によって分類する必要がある場合には明確に場合分けして解答することとし、 問6は、 問 1から問5 までに対して正確かつ明確な導出が記述されている場合にのみ採点対象とする。 0 O l₂ 基礎物理学B 第2回レポート問題 Tº A E(r) =E(r) T T l₁ B Q-9 q O A l2 L ア 1.位置rにおける球面 S上の外向き単位法線ベクトルnを､rとr≡|r | を用いて表せ。 2. 球面 S を貫く電束を計算し(積分を実行すること)、未知関数 E(r) を含む形で表せ。 3. ふたつの導体球殻を導線Lでつなぐ前の状態における未知関数 E(r) の関数形を求めよ。 4. ふたつの導体球殻を導線Lでつないだ後の状態における未知関数 E(r) の関数形を求めよ｡ 5. ふたつの導体球殻を導線Lでつないだ後の状態において、 導体球殻 A と導体球殻 Bの静電ポテンシャルの差 A-B を線積分によって計算し、gを含む形で表せ。 6. 導体中での静電場の性質を考慮して、 g の値を求めよ。

物理の問題です。 解説してもらいたいのですが、なぜ積分をするのですか？高校物理取ってなくて分からないところだらけなのです。解説お願いします。

[1] 図のように、斜面方向下向きにX軸 (単位:m) をとり,傾斜角0 (単位: rad) の斜面上の最下点からの距離 (単位:m) 最下点を通る基準水平面か らの高さん (単位:m) に原点Oをとる。 半径R (単位:m), 質量M (単位: kg) の剛体球が,時刻 t0Bに点Oから初速0m/sで降下する。 重力加速度 の大きさを(単位:m/') とし, この運動において、力学的エネルギー保存則 が成り立つものとする。 このとき, (1)~(6)に答えよ。 X 剛体球 h まず,剛体球と斜面との間の摩擦が無視できる場合について考える。 (1) 剛体球と斜面との間の摩擦が無視できて、剛体球が回転することなく滑って斜面上を降下するとき、この剛体球の並進運動 の運動方程式を書け。 (4) 斜面上を滑ることなく転がる剛体球の角速度の大きさ : w= であることを説明せよ。 次に, 球と斜面との間の摩擦が無視できない場合について考える。 剛体球と斜面との間の摩擦が無視できないとき,剛体球は 滑ることなく転がって斜面上を降下した。 1=MR² -MR2 であることを示せ。 (2) 半径R (単位:m) 質量M (単位:kg) の剛体球の慣性モーメントⅠ (単位:kg'm') が, I = ただし, 半径r (単位:m), 質量m (単位:kg) の薄い球殻の慣性モーメントが -mr² (単位:kg・m) であること, 半径r (単位:m) の球の表面積が 4πr2 (単位:m') であり、体積が -TTT" (単位:m) であることを、 それぞれ用いてよい。 3 4 3 (3) 剛体球が点Oで静止している状態からの剛体球の質量中心Cの周りの回転角をゆ (単位 : rad) とする。 剛体球と斜面との間 の摩擦力の大きさを F (単位:N) として,この剛体球の運動方程式を並進運動と回転運動に分けてそれぞれ書け。 de のとき、この剛体球の斜面方向の速さ : v=Rw (単位:m/s) dt (5) (3)の並進運動の運動方程式と回転運動の運動方程式を連立して, この剛体球の斜面方向の並進運動の加速度の大きさが gsin0 (単位:m/s) で与えられることを示せ。 5 (6) この剛体球が斜面上を滑ることなく転がるとき, 最下点におけるこの剛体球の斜面方向の並進運動の速さ V(単位:m/s) が V = -gh (単位:m/s) で与えられることを示せ。 10 7

電磁気学の問題です これの(2)の答えE=(q+Qa+Qb)/4πε0r^2 (4)Qa=-q (5)c=(4πε)/(1/a-1/b)とu=Q^2/32πε(1/a-1/b)で合っていますか？ 間違っていたら解説お願いします

【問 3) 半径a, 6(a < b) の同心の導体球殻 A, Bがあり,球殻 A とBの間には,誘電 率eの誘電体が挿入され,他は真空中である。球の中心に点電荷qをおき,球殻A と BにそれぞれQA, QB の電荷を与えた。以下の問いに答えよ。 (1)電束密度 IDの分布がどのようなものになるのか述べたうえで,Dの大きさを,D に関するガウスの法則を用いて q (r<a) 4Tr2 q+QA 4Tr2 D(r)= (a<r<b) g+Qa+ QB (6<r) 4Tr2 となることを示せ。rは球殻の中心からの距離である。 (2) (1) の結果を利用して,電場 IE を求めよ。 (3) A, B における電位 VA, Vs が q+ Qa VA = q+QA+QB 4Teob 4TE q+QA+QB VB = 4TEob のように求められることを示せ。ただし,無限遠における電位を0とした。 (4) A, Bを導線でつなぐと,電荷が移動して(電流が流れて), VA = VB となった。移動した電荷量を求めよ。 (5)(3) の状況に戻って,Qa = Q(> 0), QB = -Q, q=0として,この誘電体が挿入された球殻をキャパシターと考えると き,この電気容量を求めよ。また,このとき蓄えられる電場のエネルギーを求めよ。

電磁気学の分野なのですが、自分には難しくなかなか解く手が進みません💦 もしよろしければ解説して頂けるとありがたいです。よろしくお願いします！

機能,のそれぞれに関して簡潔に述べよ。また,電気容 【問2】(1) キャパシター(コンデンサー)とは何かを,①構造, 量(静電容量)の定義を書け。 (2) O 誘電分極,②分極ベクトルP(電気分極),③電場 E と電束密度ID の関係,について簡潔に述べよ。 (3) ある平行板キャパシターの電気容量は 30 μF である。このキャパシターの極板の間に,ソーダガラスを隙間なく挿入し た。電気容量はいくらになるか(ソーダガラスの室温における比誘電率については書籍やインターネットから調べよ)。 (4) キャパシターには加えることのできる限界の電圧があり,これをキャパシターの耐圧という。いま手元に耐圧 25 V,電 気容量 10 μF のキャパシターが数十個ある。これらを接続して,耐圧75 V, 電気容量 20 μF のキャパシターを作るには どのようにすればよいか。その方法と考え方を述べよ。 (5) 極板間が真空のキャパシタがあり,この極板間の電位差が 10 V になるまで電荷を蓄えさせた。この状態で,ある物質を 極板間に隙間なく充填したのち,極板間の電位差を測定すると 3.5 V になっていた。充填した物質の比誘電率を求めよ。

大学の物理で、力学の範囲です 3 宇宙空間に、地球中心から半径Rsで地球を完全に覆う球殻状のシールドを作ることを 考える。 シールドの質量Ms、地球質量M、地球半径R、万有引力定数Gとし、地球以外 の天体による影響は無視する。 以下で人は質量 m の質点とし、シールドの厚... 続きを読む