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コンデンサーの極板間引力
次の文中の空欄にあてはまる式を記せ。
図のように、 真空中に面積がS(m²) の同じ形をした二
枚の薄い導体板を平行に置き、その間隔を変化させるこ
とができるコンデンサーを作製した。 はじめに このコ
ンデンサーの極板間隔をd 〔m〕 に固定し, 電位差V 〔V〕
で充電した。 コンデンサーの極板は十分に広く,極板間
隔は常に十分に狭いものとし, 真空の誘電率を80 〔F/m〕
とする。
(3)
物理
外カ
このコンデンサーの電気容量は(1)(F)であり,コンデンサーに蓄えら
れている静電エネルギーは (2) (J)である。ここで, コンデンサーに蓄え
られている電荷が変化しないようにしながら, コンデンサーの極板を一定の
大きさの外力によりゆっくり移動させて間隔をx 〔m〕広げた。 これにより,
コンデンサーに蓄えられている静電エネルギーは (3) 〔J〕 だけ増加した。
増加したエネルギーは外力が行った仕事によるものと考えられ,このことか
ら極板が電場から受ける力は (4) 〔N〕であることがわかる。
<東海大)