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105 くばね付きコンデンサー >
(6) 極板の電荷が変わらないから, 極板から出る電気力線の本数は変わらない。 しかし、 誘電体内は誘電分極により電場
(3) 極板間の電場の半分 (片方の極板がつくる電場) によって他方の極板が力を受ける。
は弱まる。
(7) 誘電体を入れても、極板B近くの電場は変化しない。 よって,電気的な力も変化しない。
(1) A + Q, B に - Q を帯電させたから, AB間にはA
からBに向けて一様な電場ができ, 電気力線は等間隔に
引ける (図)。
(2) Aから出る電気力線の本数Nは,ガウスの法則より
1 *A-
N=-Q
E0
よって,電場の強さEは,「EN」よりE=
28 S
(5) 電位差と電場の式 「V=Ed」より
v=2(d-4d) = (d.
Q
S
A
+Q
Q²
2kS
S
QB-
S
(3) (2)で求めた AB間の電場は,極板AとBによる電場である。極板Aの電荷
による電場EAはE^=1212E である。極板Bの電荷Qが受ける力は,
(6) 極板AとBの電荷は変わらないから, ガウスの法則よ
り極板から誘電体までの電場は変化しない。 しかし、
比誘電率2の誘電体を差しこむから, 誘電体内の電場は
倍になる。よって,電気力線は図cのようにな
「F=qE」より F=Q12E=102
2S
(4) 極板B に水平方向にはたらく電気的な力Fと、弾性力kadとがつりあう(図b)。
Q2
F=kad
よって
-=k4d ゆえに d=
2ks S
d-4d
図 a
A++++
B
A
+Q
TOTELI+ + + +
TATAL
5
--
+
B
+++++!
◆A クーロンの法則の比
例定数をko とすると
N=4koQ
C
1
である。
また Eo= 4ko
←B 別解 コンデンサーの
電気容量をCとすると
S
C=Eod-Ad
Q=CV=Eod-Ad
図 c
る。
(7) 極板B近くの電場は (3) の場合と変わらないから、電気的な力は変化しない。
よって
V
E=d-Ad
F
\k4d
mmmmm
図 b
S
EOS
V
C 比誘電率 er の誘電
体内の電場の強さは、外の電
場の4倍となる。
Er
