（3）で⊿U=cv＾2/2の式を使ったらダメなんですか？vって間隔を広げたことで変わるんですか？

89 -------- 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)

（1）の問題はどうしてQ1を求める時にC12を使って計算できるのですか？ Q1を求めるのであれば、C1×V（30V）式になるのではないですか？ そもそもコンデンサーの回路の概念的なところが間違っているかもしれないのでそこから教えて欲しいです

問題 92 電気量保存の法則 1 起電力が30Vの電池, 電気容量がそれぞれ1.0μF, 2.0μF, 3.0μFのコンデンサー C1, C2 C3 およびス イッチS1, S2からなる図のような回路がある。 は じめ, S と S2は開いており,どのコンデンサーに も電荷は蓄えられていない。 有効数字2桁で答えよ。 S₁ 30V 物理 S (1) まず, S を閉じ, 十分に時間がたった。 C1 に蓄えられる電荷は何uCか。 (2)続いて,Sを開いてからS2を閉じ、十分に時間がたった。C2に蓄えら れる電荷は何μCか。 <千葉工業大 〉 2/29 牛 がなぜしゅを用いてQを出せるイッチS2は開いたままなので,コ ンデンサーC3には電荷が蓄えられない。 ab + C1 ここでは,電池とコンデンサー C1, C2が直列に接続さ れている回路を考えよう (右図)。 コンデンサー C と C2 の合成容量を C12 〔μF] とすると, 1 1 + C12 1.0 2.0 1 30V 2.0 よって, C12= (μF) 3.0 Cに蓄えられる電荷をQ1 [C] とすると, C1 と C2を合成したコンデンサー に蓄えられる電荷と等しいので, Q1 = 2.0 x 30 = 20[μC] 3.0 ちなみに,C2に蓄えられる電荷も20μCである。 ここで,あらためて次のことを確認しておこう。 Point コンデンサーの向かい合う2枚の極板には、必ず同じ大きさで逆符 号の電荷が蓄えられる。 188 ・電位の高い方の極板 電位の低い方の極板 正の電荷 負の電荷

この問題の（2）のオとカの答えがどうして−Eになるのか分からないです。画像に解説を載せたのですが、青色で印をつけたところまでは理解しているつもりです。 解説お願いします

図 1,2のような, スイッチ, 電池, 抵抗, ダイオード, コンデンサーからなる回路があ る。 以下の条件のとき, 点bを基準とした点 a の電位 Va [V] を答えよ。 なお,すべての電 池は起電力 E[V], 内部抵抗 0Ωであり,すべ ての抵抗の電気抵抗は等しい。 すべてのダイ オードは, 整流作用のみを有し, 順方向の電 圧の場合は電気抵抗が非常に小さく 0Ω とみ なすことができ, 逆方向の電圧の場合は電流 がまったく流れないものとする。 図 1, 図2 のいずれの場合も, 初めにスイッチは開いて おり, コンデンサーには電荷が蓄えられてい ない。以下の文中の を埋めよ。 (1) 図1の回路で, スイッチを閉じ, 十分時 間が経過した。 このとき Va は ア [V]で ・E[V] FE[V] HE O a b 図1 HH a b 図2 ある。次にスイッチを開いた。 直後のVa はイ [V] である。 その後,十分時間が経 過した。 このとき Vaはウ [V] である。 (2) 図2の回路で,スイッチを閉じ、 十分時間が経過した。 このとき V2 は エ [V]で ある。次にスイッチを開いた。 直後のVaはオ [V] である。 その後, 十分時間が経 過した。 このとき Vaはカ [V] である。

高校物理 電気の問題です (5)で静電エネルギーの変化を見る時合成容量から求めてはいけないのでしょうか 合成容量から求めたら答えが変わったのですが、計算ミスなのかどうかがわかりません

17-7700 E2 701 位差を求めよ。 (3)続いて, S2 を開き, S, を閉じた。 十分に時間が経過した後, S, を開きS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。 〔17 大阪市大〕 113. 〈ダイオードを含むコンデンサー回路とつなぎかえ〉 図に示す回路において, ダイオード1および ダイオード2は理想的な半導体ダイオード (順 方向電圧が加えられたときの抵抗値は 0, 逆方 向電圧が加えられたときの抵抗値は無限大) と みなせる。 電池1および電池2の起電力はいず れも E[V],コンデンサー1およびコンデンサ 2の電気容量はそれぞれ C〔F〕 および 2C[F], 抵抗器の抵抗値は R [Ω] である。電池 コンデンサー 1 d ダイオード 1 コンデンサー 2 抵抗器 e 電池 1 木ダイオード 2 S b 電池2 の内部抵抗および導線の抵抗は無視でき, 回路から放射される電磁波はないものとする。 コンデンサー1およびコンデンサー2に電荷が蓄えられていない状態でスイッチSをa側 に入れ、十分に時間を経過させた。 このときの (1) 点c, 点d, 点eの電位 [V] をそれぞれ求めよ。 (2) コンデンサー1およびコンデンサー2に蓄えられた静電エネルギー [J] をそれぞれ求め よ。 次にスイッチSをa側から離してb側に入れ,十分に時間を経過させた。このときの, (3) コンデンサー1の点d側の極板に蓄えられた電気量と, コンデンサー2の点d側の極板 に蓄えられた電気量の和 〔C〕 を求めよ。 (4) コンデンサー1およびコンデンサー2に蓄えられた電気量 〔C〕 をそれぞれ求めよ。 5) スイッチSをb側に入れた瞬間から十分な時間が経過するまでに抵抗器で消費されたジ [ュール熱 〔J] を求めよ。 [24 芝浦工大] .B 114. 4枚の導体板によるコンデンサー回路> 応用問題 次のア~ス、ソ~チの中に入れるべき数や式を求めよ。 また,セに当てはま 文章を解答群から選べ。ただし、数式はC,V,dのうち必要なものを用いて答えよ。

物理の磁場(磁界)の問題です 答えが北→南となるのですが、どう考えたらそのようになるのかが分かりません…… また電流Iの求め方もよく分かりません

57 地磁気の南北方向に十分長い導線を水平に張り,その 真下d [m〕の所に小さな方位磁針を置く。電流I 〔A〕 を流すと N は東に 30° 振れた。電流の向きと地磁気(の 水平成分) Hc を求めよ。 また, N を東に60° 振らすの に必要な電流Iを求めよ。 北 130% N S S 南 導線

（2）です。画像2枚目の図の解釈であってますか？ また、図ではC2の極板の正負が入れ替わってますが、C1とC2どっちが入れ替わるかはどうやったらわかりますか？

[知識] 例定03 463. 電気量の保存 電気容量が2.0μF, 3.0μFのコンデンサー C1, C2 を それぞれ 2.0×102V, 1.0×102Vで充電したのち, 電池を切りはなす。 次の(1),(2)の場合におい て,各コンデンサーにたくわえられる電気量と極板間の電位差を求めよ。 土 (1) 同符号の電気量をもつ極板どうしを結んだ場合。 (2)異符号の電気量をもつ極板どうしを結んだ場合。 例題62・63 ヒント 接続の前後において,導線で結ばれた極板どうしの電気量の和は保存される。 (S)

V1=15 V2=10からSの方が10V高いとなるのはなぜですか？

No. Date V2′= 5C 類題6 図のように, 電気容量がそれぞれ 2.0μF 1.0μFのコンデンサー C1, C2 と, 2つの電源, 「スイッチ Si, S2を接続した。 まず, スイッ チS,のみを閉じ, PS間の電位差が10V に なるまでコンデンサー C を充電した。 S₁ 10V C= 25V S (1) C, P側の極板上の電気量 Q [C] を求めよ。 次に、スイッチSを開き、ふを閉じて初速で間の電位差が25Vに なるようにした。コンデンサーは、初め充電されていないものとする。 (2)SとTの電位はどちらが何V高いか。 ヒント S側の極板における電気量の保存を考える。初めにC.が電荷を蓄えているため、 148 第4編 第1章 電場 類6 Si +Qi 1 -Q₁ (1) 2.0×106×10 =2.0×105c (2)電位法 SI -Q 52 25V 2 電位25 -250 接地 電位しをおく T (2) C,C2は直列なので V1.+2=25-① エリアの電気量保存より -Q+0=-Q+(+2) -2.0×105=2.0×10レ!+1.0Mプレ -20 = -2v! + V₂ -② ①-② vi+V=25 -)2 + V² = -20 3ví vi ✓2 9 = 45 15 10 Sの方がLOV高い

なぜ電圧が等しくなるのでしょうか？

電気容量 2.0F, C2=3.0μF の2つのコンデンサー, V=2.0×102V の電池, スイッチ Si, S2 を用いて,図の回 路をつくる。 S, を閉じて Cのコンデンサーを充電したの Sを切り、次に S2 を閉じて十分に時間が経過した。 C. C2のコンデンサーは,はじめ電荷をもっていなかった 200 203, 200 S₁ Sz/ C₁ C2 = とする。 C. C2 のコンデンサーにたくわえられた電荷はそれぞれ何Cか。 S, を切ってからSを閉じる前の Cの電荷をQとし, 求めるC,, C2 の電荷を Q.. Q2 とする。 電池を切りはなして S2 を閉じるので, 電気量保存の法則から、図の破線で囲まれた部分 この電荷は保存される。 すなわち, QQ,+Q2 で ある。 また, C, C の上側、下側の極板は, それ それ導線で接続されており、電荷の移動が完了す S2 C +Q C 5 ると,上側, 下側のそれぞれの極板の電位は等し くなる。 すなわち, 各極板間の電圧は等しい。 ■解説 S を閉じたとき, C1のコンデンサ ーにたくわえられる電荷をQ とすると, Q=CV=(2.0×10-) × (2.0×102) =4.0×10-4C S, を切り, S2 を閉じた後の C, C2 のコンデンサ 一の電荷を, それぞれ Q1 Q2 とする。電気量保 存の法則から, Q1+Qz=4.0×10-4 ... ① また,各コンデンサーの極板間の電圧は等しい。 なんで Q2 Q₁ S2 +Q₁ +Qzl == ..2 2.0×10-6 3.0×10-6 -Q₁ -Q2C 2 理すると, 式 ② から, Q2=3Q1/2となり, 式① に代入して整 Q=1.6×10-C, Q2 = 2.4×10-C 13. コンデンサー 145

(2)(b)で点Cが3Ｖなのは分かるのですが、なぜ点Ｂも3Ｖなんですか？I₂=0で電流流れてないのに？

VI 基本例題 81 ホイートストンブリッジ 416,417 解説動画 図のように抵抗を組み合わせたブリッジ回路がある。 抵抗値 R1, R2, Rg はそれぞれ2kΩ, 4kΩ 4kΩ である。 Gは検流計. Sはスイッチ, Rx は可変抵抗器の抵抗値である。 電池の起電 力は3Vで,内部抵抗は無視する。 (1)Sを閉じたとき,Gの針が振れないように Rx を調節した。 この抵抗値 Rx [kΩ] を求めよ。 (2)Sを開いたままにしたとき,次の (a), (b) の値を求めよ。 R1 R2 A S PAKR FK2 B (a) Rx の値を2kΩとしたときの点Bに対する点Aの電位 V[V] (b)可変抵抗器の抵抗が断線したときの点Bに対する点Aの電位 V' [V] 3V

ダイオードと豆電球の問題なのですが、Ⅲで答えがそのようになる理由がわからないので説明して頂きたいです。よろしくお願い致します。

第2問 ダイオードは,順方向に電圧を加えると, 流れる電流が電圧とともに急激に増大する特性をもつ。電球は,電圧 の上昇とともに熱としてエネルギーが失われるために、電圧とともに電流の上昇が徐々にゆるやかになる。電流と 電圧の特性が図2-1の曲線で表されるダイオード1個 (D)と、電流と電圧の特性が図2-1の曲線bで表され る特性の等しい電球 2個 (L, Lg)を, 図2-2のように起電力 V で内部抵抗が無視できる直流電源と接続した。 直流電源の電極側の点Bは接地した。 以下で、ダイオード、電球の抵抗値とは,それらの両端の電圧を,それら に流れている電流で割ったものとして定義する. I 図2-1に示す特性のダイオードと電球について以下の問いに答えよ。 (1) ダイオードの両端の電圧が0.70Vのときのダイオードの抵抗値はいくらか、 図2-1のグラフから読み 取った値を使って有効数字2桁で求めよ. (2)電圧が上昇するにつれて,ダイオードの抵抗値はどのように変化するか、以下の選択肢から選べ. (ア) 急激に増大する (イ) 急激に減少する (ウ) 変化しない (3)電球の両端の電圧が0.30Vのときの電球の抵抗値はいくらか。 図2-1のグラフから読み取った値を 使って有効数字2桁で求めよ. (4) 電圧が上昇するにつれて、 電球の抵抗値はどのように変化するか、以下の選択肢から選べ. (ア) 急激に増大する (イ) 急激に減少する (ウ) 変化しない -4- 九州工改題) 電流 [A] 3.0 2.0 1.0 Dale A. 0 1.0 0 0.5 電圧[V] 図2-1 直流電源 V [V] B L1 L2 図 2-2 -5- b 1.5 2.0 A 09 1124 D 076