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

質問です。 答えは➂なのですが、どういうことなのでしょうか?? 考え方 を教えて下さい～!!! 宜しくお願いします。

11 なめらかな斜面上の高さ 20[m]の点Aから質量 1.0kg]の物体を 初速度 0[m/s]ですべらせたところ、 水平面上のあらい面を通過した後, なめらかな面上の点 B に達した。 あらい面の距離は 20[m] で, 物体との間の動摩擦係数は0.50である。 重力加速度の大きさを9.8 m/s2 ] とする。 (1) 点Bでの力学的エネルギー EB、点Aでの力学的エネルギー EA、 動摩擦力がする仕事Wについて、成り立つ関係式を次のうちから選べ。 【選択肢】 ①EB = EA TEA XEB=W 8 EA EB ②E+E=W③EB-E^=W/ ④E-E=W⑤E=W⑥E=W - :W 9 EB EA フ[J] - WOW=1E₁E₁ EA 20 m B' 5540 あらい面 I D A 20 m

式は理解できたのですが下線を引いた、「この電気容量は〜」のところが分からないです。Q=C"EとQ=C'V'のQが何故同じなのかを知りたいです。よろしくお願いしますm(_ _)m

必修 基礎問 70 コンデンサーの接続 ソチスキーする (1) S 図の回路でEは起電力が12〔V〕 の電池, C1, C2, C3,C4 は平行板コンデンサーで, C1, C2, C4 の電気 容量はともに100 〔μF〕 C の電気容量は300 〔μF] である。 ac間の合成容量は (1) [μF〕 である。 いま、どのコンデンサーにも電荷が蓄えられていな い状態でスイッチSを閉じた。十分に時間が経った ときのbc間の電圧は (2) 〔V〕 で, C4 に蓄えられた電気量は (3) [C] である。 (北海道工大) C1 E C3 a lb 物理 043E&TEC CA

電源の電位V電気容量c,極板間の距離dのコンデンサーに厚さd/3の金属板を入れた時高電位の電極板からd/6の位置ある点Pでの電界の強さと低電位の方を基準としたとき電位を求めよという問題で金属板を縮めて厚さを0と考えて2d/3、E’p=v/(2d/3)=3v/2d=2E/3 ... Read More

物理基礎です。 （2）の式の0はどうやって出てきた0なのか教えてください。

00 0000000○ WOVOO 質量mの小球を軽いばねでつるしたところ、ばねが自然の長さからd だけ伸びた状態で静止した。このときの小球の位置を点Pとする。里刀 加速度の大きさをgとする。 (1)ばね定数kを m, d, gで表せ。 P (2) ばねが自然の長さとなる点Qまで小球を持ち上げ, 静かにはなした。 おもりが点Pを初めて通過するときの速さひを m, d, gで表せ。 指針(2)点Qと点Pそれぞれにつっいて, ①運動エネルギー,②重力による位置エネルギー, ③E 性力による位置エネルギーを考え, 力学的エネルギー保存則の式を立てる。 解答 (1) 力のつりあいより kd-mg=0 よって k=ー Bu P (2) 点Pを重力による位置エネルギーの基準とする。 伸び 伸び 仲田 点Q, P間での力学的エネルギー保存則より P zp4-+0+2u-=0+p6u+0 P4 I O○-- p (1)の結果を代入して, vについて解くと I mgd= mu?+ xd? よって ひ=Vgd p、 6u POINT の運動エネルギー ②重力による位置エネルギー ③弾性力による位置エネルギー I =X 29u? 46u=n U=1 b~2

写真のように計算してみたのですが、上手く行きませんでした。どこが違っているのか、どのように考えればよいのか教えて欲しいです。お願いします。

(80G%の?(教期(43日~1,2ヶ10o 7)変章に 長も近い低は次のうちどれか * アドドロ教: 6.02x10 mel' lge 2 と O.693 とすを On000002 2. 0.00002 3. 0.002 a.c02 5. 0.02

良問の風136問1、2についてです。問一では有効数字２桁で求めているのに対し、問2では有効数字３桁で求めているのはなぜですか？

下する油滴を顕微鏡で観察し,電気素量e[C]を測定した。密度p(kg/ 霧吹き 口に語句または式を記し, 問 136 いに答えよ。 電気量には最小の単位があり,全ての 電気量はその整数倍になっている。この 最小単位を電気素量といい, これは ()のもっている電気量の大きさに 等しい。ミリカンは, 図1のような装置 に霧吹きから油滴を吹き込み,間隔d[m]の平行な極板 A, Bの間を」 下する油滴を顕微鏡で観察し, 電気素量e[C]を測定した/密度p[ko/ m), 半径r[m]の球形の油滴の運動を考える。重力加速度をg[m/) とし,空気の浮力は無視する。 油滴は極板間に電場がないときは, 重力と空気の抵抗力を受けて、熱 「 直下向きに一定の速さ(終端速度)u [m/s]で落下する。空気の抵抗力は ことuの積に比例するので, 比例定数をkとすると,この抵抗力と重 力のつり合いの式は ]と書ける。 油滴は一般に帯電している。その電気量をg [C]とする。Aに対するBの電位をV[V](V>0) とすると,油滴は図2に示すように, 鉛直上向き に一定の速さ p.[m/s]で上昇した。このときのつ り合いの式は反(のとなる。 (イ)と(ウ)よりgはu, Us d, r, k, Vを用いて, q= DE) 油 油滴 SAS; 線 B 図1 A- 0 (V] - B= V (V) 図2 れる。 Pと表さ 問)密度 855 kg/m'のパラフィン油を用いて測定したところ, ある油 滴のひは3.0×10- m/s であった。 kは3.41×10-kg/m·s なので,

物理基礎です！ 消費電力の問題で、こういう場合、なんで電流(I)で考えると答え合わないんですか？必ず電力(V)で考えなきゃいけないんでしょうか…？導出方法同じだから変わらないはずなのに、、。 この問題は直列回路だから、電流が一定なので電流と抵抗で表される消費電力の式を使おう... Read More

問4 抵抗 R,と抵抗 R, の抵抗値をそれぞれ R,, R2とすると, e R=PS 3 -l 2 e =3R」 R=20=3p= S 「S したがって, (b)の場合の回路の合成抵抗値 Rg は, R2=R,+R,=R,+3R,=4R 電源の電圧をV, (a)の場合の回路の消費電力を P,, (b)の場合の 回路の消費電力を Pi2とすると, 消費電力 v2 P=IV=RI?=. R V2 P、= R」 P:消費電力 I:電流の大きさ(強さ) V2 P12= R2 4R」 V2 V:電圧 R:抵抗値 よって, Piz=-Pであり, 消費電力は一倍になる。 4 9」の答 0

455(1)です。 計算の途中で既に答えは出たのですが その後近似を使って整理しなくていいんですか？ 問題文にわざわざ近似のことが書いてあっても使わないんですか？(しかも(1)の問題文中で) わかる方いたら教えて欲しいです〜。

長さの比か 単坂動の復元力を表す一般式, F=-Kxと式①を比較すると, 静電気力による微小振動 4k,Qax 位置×で小球が受ける静電気力Fは, Fcの式のXをxに置き換えて, 「解説)(1) 点A, Bに置かれた電荷Qが, 点Cにつくる になる。点Cに置かれた小球は,ほまぼ単振動をしており, このとき小 電場のx成分の大きさをそれぞれ Ea, Egとする。 rを用いて静電気力の式を表して,これを単振動の復元力を表す一般式 Ta 15 角三角形と ma (1) 一 TaーX) k。 QV k。 かる。 [m/s) 2QX V ma a ら原点0 しく、 A. と比較する。 ニーKr Q E。0 C いので、 原点0の 司様に、 こよる点 E Q X -a+X- B のx成分の大きさをそれぞれ E., Eaとする。 A xim) Q Q EB=ko(a+X) E=ko Ta-X)° DA, Bの電荷Qはいず れも正なので、点Cにお ける電場 E、はx軸の負 Q に最も こので、 が高い っなお、 キは、 この向 向き Q (a-X)? koQ(a-X) (a+X)(a-X) E=-Ea+Eg=-k。 koQ(a+X)? (a+X) の向き,E。はx軸の正 4k,QaX (a-X の向きになる。 ニー ○与えられた近似式を使 うことができるように F。の式を変形する。 0点Cで小球にはたらく静電気力を F。cとすると, 4k,Q°aX (a-X)? 4k。Q°aX X? \? a? F=QE=-- 4k,Q? a° X X? 2 ニー Q Q? F A x(n 0 一X B 限題文で与えられた近似式, (A=0を用いると、 X+1 4k,Q? a° F=ー- *X ○式OのFは,変位。 比例する復元力になっ 4k,Q° F=- a° いる。 K=0? 立田いて, K=mo'の 単指動の

5番の接線の傾きを求める問題で、添付2枚目のように解いたのですがあっていますか🙇‍♀️

estion 273* 図@で、E=10V, R=202, コイルの自己インダクタン スL=2Hとする。スイッチ Sを閉じたとき, 回路を流れ る電流と時間の関係は図⑥ のようになる。 (1) 図Dの電流I [A] は I=[0 () 時刻[s]の電流をi [A] とする。 コイルに生じる誘導起電力の大きさは @][V] であるから, キルヒホッフの法則Iより, ERi(2. ③は 4i, At, L, Eの文字を (a R 「L 00.50 A di 2L At S E 物 DGLAP di 3E-L I 40 65.0 A - 5.0% とt 用いよ) =0のとき、 i3D[gで うう7F チラフF あるから, 原点で引い 4編 た接線の傾きは, (A/s) となる。 a At