なぜ合成容量を使うのですか？（2）

200 第4編・電気と磁気 375. コンデンサーの接続図で C は電気容量 4.0μF の コンデンサー, C2は同じく 8.0μFのコンデンサー,Sはスイッ 子 3.0×102V の直流電源である。 初め C1, C2 に電 は電圧 376. コンデンサーの接続 コンデンサーC1, C2 と起電力 V,2Vの2つの電池、および2つのスイッ チ S, S2 を図のように接続した回路がある。 コンデ ンサー C, および C2 の電気容量はいずれもCであり, 初め、スイッチ St, S2は開いており、2つのコンデン サーには電荷が蓄えられていない。 (1) スイッチ S」を閉じて十分 を求め上 V. C1 荷はないとする。 (1) スイッチSをA側に倒し, C2 を充電する。 このとき, C2 に 蓄えられる電気量Q2 [C] を求めよ。 (2) 次に, スイッチSをBに切りかえた。 C1 の両端の電圧 V1 〔V〕 を求めよ。 (3) 再びスイッチSをAに切りかえ, 充電した後Bに倒した。 C の電圧 V2 〔V〕を求め 例題 75,381 S1 BA HH S HH :C2 E- C1 C 2 40E

この問題の解き方が分かりません。答えは4です。

図2のように、 抵抗値が2RとRの2つの抵抗と. 図1と同じ抵抗線と電池およ び電流計を用いて回路を作成した。 電流計がつながれた端子Pは, 抵抗線の任意の 点と接続できる。 抵抗線と抵抗以外の抵抗値は無視できるものとする。 (4) 抵抗 2R 2-3 (5 A 電流計 問3 / 抵抗線の左端から端子Pを右へ動かしていくと, ある位置で電流計の読み が0となった。 このときの抵抗線の左端から端子P までの距離を表す式として 正しいものを、次の①~⑤のうちから一つ選べ。 19 1-3 端子P 抵抗線 31 4 抵抗 R V 図 2 3 2

この問題で、解説の上から2行目の電位差の計算式を見ると抵抗R₁と鉛筆の芯の符号が違くなっていると思うのですが、なぜどちらも同じ抵抗なのに符号が違うのですか？

問4 次の文章中の空欄 ア して最も適当なものを,下の①~⑧のうちから一つ選べ。 12 ① ② ③ 4 ⑤ 6 ⑦ ⑧ 図5のように、 接点TをABの中点の位置に固定すると, 電流計を図5 の矢印の向きに大きさ 5.00 ×10-2A の電流が流れた。 抵抗 R と電流計を 流れる電流が等しいため, TB間の電位差は ア Vである。 ここで, 鉛 筆の芯の TB間を流れる電流の大きさをIとすると, AT 間を流れる電流の 大きさは イより, I +5.00×10-A である。 鉛筆の芯のAB間の抵 抗値をRとすると, I = 2.25 × 10 -1 A および R = ウ |Ω と求められる。 電池 E1 3.00 V ア 1.05 1.05 1.05 1.05 1.35 ~ ウ に入れる数値または語句の組合せと 1.35 1.35 1.35 A 5.00 × 10-2A T B 図 5 A 抵抗 R1 13.00Ω 電池 E2 T1.20V イ オームの法則 オームの法則 キルヒホッフの法則 キルヒホッフの法則 オームの法則 オームの法則 キルヒホッフの法則 キルヒホッフの法則 ウ 12.0 20.0 12.0 20.0 12.0 20.0 12.0 20.0

(1)で電流がE→C1→R2→C2→Eの向きで流れるのは何故ですか？

94 15 直流回路 必解 115. <コンデンサーを含む直流回路> 抵抗 R1, R2, R3, コンデンサー C1.C2, スイッチ S1, S2 および 電池Eからなる回路がある。 R1, R2, R3 の抵抗値はそれぞれ2Ω, 4Ω 6Ωであり, C1, C2 の電気容量はともに4μF, E は起電力が 12V で内部抵抗が無視できる電池である。 最初 S は開いており S2 は閉じている。 (1) S1 を閉じた瞬間に R2 を流れる電流はいくらか。 (2) S1 を閉じて十分時間がたったとき R2 を流れる電流はいくらか。 (3) (2) のとき, C に蓄えられた電荷はいくらか。 (4) 次に, S と S2 を同時に開き, 十分時間がたった。 そのとき C に加わる電圧はいくらか｡ (5) (4) のとき, R1 で発生する熱量はいくらか｡ [東京電機大改] C1 S2 R3 S1 R₁ R₂ 必解 116. <電球とダイオードを含む直流回路〉 図1のように,電球, ダイオード, 抵抗値 20Ωの抵抗, および電圧 値を設定できる直流電源からなる回路を考える。 電球は図2のような 電流電圧特性をもつ。 ダイオードは図3で示すように,電圧 1.0V 未 満では電流 0A, 1.0V以上では電流 [A] = 0.20×(電圧 〔V〕 -1.0)の 電流電圧特性をもつ。 次の問いに答えよ。 (1) 電球の電流電圧特性に着目する。 電球の抵抗値は一定ではなく, 電圧や電流の値によっ 抵抗 20Ω 本 て異なる。 電球の抵抗値が26Ωになるときの, 電球に加わる電圧を有効数字2桁で求め よ。 S ダイオード 図1 電球 電源

2番のイについて。 なんではじめ時計回りとわかるのですか？

□倍にす 電力を 送電線 って熱 変化 験) よ い S1 131 電池(起電力V), 抵抗 (抵抗値R),コ ンデンサー (容量C), コイル (自己インダ クタンスL), スイッチ S1, S2 からなる回 路があり, 最初 St, S2 は開いている。 電 池やコイルなどの内部抵抗は無視する。 (1) S, を閉じる。 (ア) 閉じた直後に抵抗に流れる電流 I を求めよ。 (ィ) 電流がI(0≤I≦I)になったとき, コンデンサーに蓄えられた 電気量 g を求めよ。 (ウ) 十分時間が経過した後, コンデンサーに蓄えられる電気量Qを 求めよ。 (2) S1 を閉じて十分時間が経過した後, S, を開き、 次にS2 を閉じる。 (ア) 回路を流れる振動電流の最大値 im を求めよ。 C S2 R A B L (1) S2 を閉じた直後からのiの時間変化を図示せよ。 ただし, iは時 Z 計回りの向きを正とする。 (ウ) S2 を閉じてから, コンデンサーの下側極板B の電荷が正で最大 となるまでにかかる時間を求めよ。 (横浜市大 + 奈良女子大)

コンデンサーの問題で1番最後の問7が分かりません。 電位差の関係で、V+v1-Ri-v2=0としていますが+v1というのはコンデンサーC1が最初にS1を閉じて充電が完了し、電位があげられていたからでしょうか？ また電気量保存の法則で、CE=-q'＋qにしてはダメなのでしょう... 続きを読む

3 (配点 34点) 図1のように, 起電力E の電池 E1, 起電力を変えられる可変電源 E2, 抵抗値がと もにRの抵抗 R1, R2, 電気容量がそれぞれ C, 2C のコンデンサー C1, C2, およびス イッチ S1 S2 を用いた回路がある。 はじめ, スイッチ S1 S2 は開いていて, コンデ ンサー C1 C2 に電荷は蓄えられていない。 電池 E1 と可変電源 E2 の内部抵抗は無視で きるものとして, 以下の問に答えよ。 S₁ 問1 次の文章の空欄 = CEE - CE (ア) 2 R₁(R) E₁(E) C₁(C) 図1 S2 -39- R2(R) スイッチ S1 を閉じる。 その直後, コンデンサー C の両端の電位差 (電圧) は 0 であるので, 抵抗 R に流れる電流の大きさは である。 十分に時間が経 過したときは、抵抗 R に流れる電流が0になるので, コンデンサー C に蓄えら れている電気量の大きさは (イ) であり、静電エネルギーは QCK である。 スイッチ S を閉じてから十分に時間が経過するまでの間に、電池É, がした仕事 であり、抵抗 R で発生したジュール熱は は (オ)イ である。 W-DAV IVE E2 C2 (2C) に入る適切な式を答えよ。 V=BI V IV. V B 2

(２)の電流の向きがわかりません。誰か教えてください

物 400 234 第4編 電気と磁気 基本例題 90 磁場を横切る金属棒に生じる誘導起電力 図1のように、真空中に金属レー y ルが水平に置かれ、その上を金属棒 がなめらかに移動できるようになっ ている。 金属棒の長さは/〔m〕で, レールの間隔に等しい。 またレール 面と垂直に、磁束密度B [T] の磁場 が加えられている。 レールの方向を x軸, 金属棒の方向をy軸とする。 磁場の向きはz軸の正の向き (紙面 裏から表の向き)である。 また、金属棒の抵抗はR [Ω] である。 〔A〕 図2のように, 端子 a,b 間に起電力E 〔V〕 の電池(内部抵抗 0) を接続した ところ、金属棒は動き始めた。 金属棒がx軸の正の向きに速さ 〔m/s]で動い ている よってI= E-vBl R 軸の正の向き (3) F=IBl= 習 [A] z軸の負の向きの磁場をつくる 向きに誘導起電力 Vが発生 (レンツ の法則)。 Vの向きはEの向きと反 対になる (右ねじの法則)。 (1) V=vBI (V) ....... ① (2) キルヒホッフの法則Ⅱより E-V=RI E-vBl R Q 2 ...... ② 2 a (A). E÷ BI (N) b r a b 図2 指針 磁場を垂直に横切る金属棒に生じる誘導起電力の大きさはBl〔V〕 である。 向きは、レンツの法則と右ねじの法則とから判断する。 レール V (1) 金属棒の両端に発生する誘導起電力の大きさ V〔V〕 を求めよ。 (2) 金属棒に流れる電流の大きさ / [A] と向きを求めよ。 (3) 金属棒に加わる力の大きさF 〔N〕 を求めよ。 十分長い時間が経過し, 金属棒の速さは一定になった。 このとき (4) 金属棒の速さひ [m/s] を求めよ。 〔B〕 図3のように, 端子a, b間に固定抵抗 〔Ω〕 を接続し, 金属棒に外部から力 を加えて動かした。 金属棒がx軸の正の向きに速さ 〔m/s] で動いているとき 5 金属棒に流れる電流の大きさ / 〔A〕 と向きを求めよ。 金属棒 抵抗 R 図 1 a >>431.432 b PUBL R+r B 磁場 軸の 正の向き 図3 E よって ひ=- - [m/s] BU (4) 力Fはx軸の正の向きにはたらき(フ レミングの左手の法則), 棒は加速さ れ,”の増加とともにVも増す。エ がEに達すると, ② ③ 式より I=0. F = 0 となり,以後, 速さはひで一定 になる。 ③式で,ひのとき F=0 より Evo Bl=0 〔B〕 (5) 誘導起電力の向きと大きさは〔A〕 と同じなので V= BI [V] 〔A〕,y軸の負の向き

問6について E2に流れる電流を調べるときに、E1の電流は影響しないのですか？

3 (配点 34点) 図1のように, 内部抵抗が無視でき起電力がともにEの電池E1, E2, 抵抗値がそれ ぞれR, R, 2R の抵抗 R1, R2, R3, 電気容量がそれぞれ C, 2C, Cのコンデンサー C1, C2, C3, およびスイッチ So, 切り替えスイッチSを用いて回路をつくる。 はじめ、各 コンデンサーに電荷は蓄えられておらず, スイッチ S は閉じており, 切り替えスイッ チSはどこにも接続していない。 E₁(E) So R₁(RR R2(R) 12R R3(2R) a 図 1 8(c) C2(2C) 問1 はじめの状態で電池E」 を流れる電流はいくらか。 問2 はじめの状態で抵抗 R での消費電力はいくらか。 はじめの状態から切り替えスイッチ Sを端子aに接続する。 C3 (C) E2(E) 問3 切り替えスイッチSを端子 a に接続した直後に抵抗 R に流れる電流はいくら か。 問4 € 問

(4)で各電気量を求める時、C1C2の電気量が等しいのはこの2つのコンデンサーが直列接続してるからで、C1C2とC3の電気量を求める時にそれぞれ同じ20Vを掛けているのは、C1C2をひとまとめに考えたら回路は全体的には並列接続しており、並列接続では電圧はどこでも等しいから同... 続きを読む

461. コンデンサーの接続 図において, C1, C2, C3 は 電気容量がそれぞれ 20μF 30μF, 40μF のコンデンサー, Eは20Vの電池, Sはスイッチである。 はじめ、 すべて のコンデンサーの電気量は0であり, スイッチSは開い てある。 次の各問に答えよ。 (1) C1, C2 の2つの合成容量はいくらか。 (2) C1, C2, C3 の合成容量はいくらか。 次に, スイッチSを閉じる。 (3) C1, およびC2 の両端に加わる電圧はそれぞれいくらか。 (4) C1 C2, C3 にたくわえられる電気量はそれぞれいくらか。 20MF C2 GEF E H₁ ②20V 40 MF 30 Juz C3 ES 例題61

スイッチS1を閉じて十分時間が経過した後スイッチS2を閉じて十分時間が経過した時、この回路には電流が流れないと思ったのですがコンデンサーに電荷が溜まって電位差が生じ、抵抗R2に電位差が生じてしまい電流がR2に流れてしまうことになって混乱しています。この考えのどこが間違ってい... 続きを読む

S₁ C₁ BS₂ R₁ |t 電池 る 図 1 St R3 R2 H S C₂