続いて、スイッチ S」 を開いた。その後, 図2のように、コンデンサー C」の機
板 AB 間に,断面の形が極板 A, Bと同じで, 厚さが AB間の距離の半分であり、
比誘電率が e, (E,>1) の誘電体を極板Aに接するように挿入した。ただし、コン
問4
デンサー C」の極板問隔をdとし、空気の比誘電率を1とする。以下の文章中の空
欄
と
には適切な数式を記入し, (b)と(c)では{
}内から適
切な語句を選び, その番号を記入せよ。
A
d
誘電体
II
I
0
B
Vo
図2
誘電体を挿入する前の極板 AB間の電位差をV。とすると,このときの AB 間の
電場の大きさE。は, E。=
と表せる。その後,誘電体を挿入すると,誘
電体が入っていない領域Iの電場の大きさは,(b) { ① E。よりも大きくなる ②E。
よりも小さくなる(3。と等しい}。また, 誘電体が入っている領域IIの電場の
大きさは,(c){① E,よりも大きくなる(2 E。よりも小さくなる③ E, と等しい}。
このとき,極板 AB間の電位差は, Er, V。 を用いて,
となる。
問5 さらに,コンデンサー C2の極板間隔を半分にしてから, スイッチS」 を閉じた。
このとき,回路には電流は流れなかった。コンデンサー C」 に挿入した誘電体の比
誘電率 e,を求めよ。
問6 コンデンサー C, の極板Bの位置を原点として, Bから極板 Aの向きにx軸をと
る。極板Bの電位を0としたときの, AB間の位置×における電位を表すグラフを描
け。ただし,x=dとx=dでの電位の値がわかるように, 問4の V。を用いて示せ。
解答用紙には問4で誘電体を挿入する前の電位の様子が太い破線で描かれている。
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