「コンデンサーに金属板を挿入したら金属板の厚み分、コンデンサーの極板間隔を減らすという効果」が得られますが、写真ではなぜそのようなことがいえるのかの証明？導出？ が書かれています。ここで質問なのですが、写真の説明は金属板の挿入前後で電気量が変わらないことを前提に説明している... 続きを読む

220 極板間への金属板や誘電体板の挿入 極板間に金属板や誘電体板を入れるとコンデンサーの電気容量が増す。 (I) 金属板の挿入 図1の + Q, - Qに帯電した 極板 AB間 (容量 C, 間隔 d) に, 帯電していない厚さDの金属板 を入れると静電誘導により図2の ように - Q, +Q の電荷が現れ る。 A+ + + + Q Bl + E Q=CV V=Ed 17 V=Ed と d=d+D+ d より V'= Q=C'V' と Q=CV より Q C'=- = A+ TMNE d₁ == dz -V(d-D) V' d-D B 図2 + + +Q E E -Q 図 1 金属 (導体) の中の電場は0であり, 電気力線が通らない。 A の +Qから出 た電気力線を全部吸い取るために, 金属板の上の面にQが現れるわけだ。 このとき電場Eは変わっていないことに注意したい (Q一定はE一定)。 D 変わったのは AB間の電位差であり,V'=Ed+Ed2=E(d+d2) 20S C = ε =² +Q Q=C'V' V' = E(d₁+d₂) du ES -C=- d-D Not この結果は, 極板間隔がd-D のコンデンサーと同じ電気容量になったこ とを示している。 金属板の厚み分だけ間隔が減ったとみてもよい。 金属板を 入れる位置は任意であることもわかる。 電圧もしに応じて変わる.18

(3)の解き方について、 いや、(1)と(2)を利用しろ！！と思うかもなのですが、我流でやってみたかったのでやってみた結果間違いました。 これ分母に2がつくのはなぜですか？

発展例題 38 極板間にはたらく力 4x 電気容量 C,極板間隔dの平行板コンデンサーがある。両極板 には, ±Qの電荷がたくわえられている。極板間の電場は一様で あるとして,次の各問に答えよ。 (1) コンデンサーがたくわえている静電エネルギーを求めよ。 指針 極板を引きはなす仕事の分だけ, コ ンデンサーの静電エネルギーは増加する。 また, 引きはなす力と極板間の引力の大きさは等しい。 解説 (1) 静電エネルギーをひとして, U=- 2C 2) 極板を引きはなした後の電気容量を C' とす る。 電気容量は,極板間隔に反比例するので, C'=- -Q (2) 極板間の距離をゆっくりと⊿x引きはなしたときの静電エネルギーを求めよ。 (3) 極板間にはたらく引力の大きさを求めよ。 d d+4x U'は, -Cとなる。 求める静電エネルギー U'=- 2C' = d Q² (d+4x) 2Cd 発展問題 473 Q24x 2Cd +Q (3) 極板を引きはなす力の大きさをFとする。 この力がする仕事 F⊿x は,静電エネルギーの 増加分 U'-Uに等しい。 FAx=U'-U= 2Cd 極板間の引力の大きさは,極板を引きはなす ときに加える力の大きさFと等しい。 (注) 真空の誘電率を ε, 極板の面積をSとする。 C = [S/d から, Cd=Sであり、力の大きさ Q2/(2Cd) はQ2/(2S) と表される。 Q, S, & は極板間隔が変化しても一定であるから,極板 間の引力は一定となる。 F=

物理です。コンデンサーです。 227です。⑵はなんで2Cなんですか？ わかりやすく教えてください（；＿；）

227 誘電体の挿入 V[V] の電池をつないだ電気 [容量 C〔F〕 の平行平板空気コンデンサーがある。次の(1), __ (2) のように,両極板間に比誘電率 εr の誘電体を入れた 場合について, コンデンサーに蓄えられる電気量をそれ ぞれ求めよ。 図1 (1) 図1のように, 極板間の右半分を誘電体で満たした場合の電気量 Q1 〔C〕 (2) 図2のように, 極板間の下半分を誘電体で満たし, その誘電体の上面を厚さの無視で きる金属板でおおった場合の電気量Q2 〔C〕 例題 45,236,238 図2

解説には納得できたのですが、私の答えはなぜ違うのかがわかりません。 元のコンデンサーの容量Cから面積と間隔がどれくらいになったのかの比で考えるやり方は理解しましたので、私の考え方の間違えている部分を指摘して欲しいです。 よろしくお願いします。

No. Date C₁ 29. (1) id トレース C = 80 & + ²) ₁ S より、 d C₁ = EL-X d r www C₂ = &- 1 3.d 並列なのでCT=C」+C2より、 C₁ = E₁ 2+2x d 3℃ t d 2x 2t + C ε ²X + Eo d H

写真の赤線部分についてですが、金属板は、C=(εS/d)のdを大きくする、つまり、電気容量を大きくする役割があるのに、なぜ、写真の赤丸の図のように誘電体を金属板で挟み込んでも、電気容量は変わらないのですか？

coers (ⅡI) 誘電体板の挿入 6~ co CA 下図1の+Q,-Q に帯電した極板間に比誘電率&rの誘電体板を挿入す ると,真空部分の電場Eは変わらないが, 誘電体内の電場はE/Erとなる (図2)。&>1より誘電体を入れることによりその部分の電場を弱くしたこ とになる。 ぶんきょく これは誘電体の表面に電荷が現れ(誘電分極),電気力線の一部を消すため だ。誘電体には自由電子がない。電子は原子 (あるいは分子)内でしか動けな いので、導体のように内部の電場を0にまではできない。 同 図1と2を比べると, Qは同じだが, 図2の方が誘電体部分の電場が弱く 電位差が小さい。 よって図2の方が電気容量が大きい。 誘電体はどこへ入れ ても電位差は同じだから, 入れる位置は電気容量に影響しない。 図3のように誘電体の上面と下面に薄い金属板を入れても電気容量は変わ WHOSEN らないから,図2の電気容量は図4のように3つの部分の直列として求める ことができる。 (0) E **** +Q - q + q -Q + Q. E Er E * * * * * -Q. に +Q 薄い金属板 +q -Q +Q 0000 -Q +Q -Q -9 +q 9 99 +Q Q +Q --Q +Q -Q

物理の磁気の問題です。 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

180 第4章 電気と磁気 ★★ **140 【10分・16点】 XXXX 図のように, 自己インダクタンスLのコ イル, 抵抗値Rの電気抵抗, 電気容量 Cの コンデンサーを起電力 E の直流電源に接続 し 回路の特性を調べた。 直流電源およびコ E イルの内部抵抗は無視できるものとする。 0 A (4 R S₁ スイッチ S2 を開いたままで, スイッチ SL を閉じて, 十分に長い時間がたった状態について考える。 問1 コンデンサーに蓄えられた電荷はいくらか。 ①1/23CE ② CE ③ 1/12 CE2 ④ CE2 ⑤/12 LE ⑥ LE コンデンサーを充電し終わった後, スイッチ S を開き, 次にスイッチ S2 を閉じ ると,コンデンサーとコイルから成る電気振動回路ができる。すなわち, 充電され たコンデンサーの電荷はコイルを通し放電され, 振動電流が流れ始める。 ①1月 1 問2 スイッチ S2 を閉 (2 じた時刻を t=0 とす m AAA t るとき, コンデン サーのb点側の電荷 Qの時間変化を表す グラフはどれか。た だし, グラフの縦軸 はQを表すものとす る。また, マイルに 0 流れる電流の時間 WIN 変化を表すグラフは どれか。ただし,電流は a点からb点の向きを正とし, グラフの縦軸はiを表すも のとする。 Q のグラフ 1iのグラフ 2 問3 電気振動の周期はいくらか。 0 T√LC 22 T√LC T√LC 問4 インダクタンスLのコイルに電流Iが流れている場合, このコイルに蓄えら れているエネルギーは 1/12 L12 で与えられる。これを用いて,この回路に流れる振動 1 2T LC 電流の最大値はいくらか。 0 EVE EVEⓇ CE EVE E. ED C a IS₂ mm b IC §ε 図 に、 に時 何と れ (2 2 問3 問4 は ① to

176番の問題で、解説と違う分け方をすると答えが違ってしまいました。これは計算間違いでしょうか、それともこの分け方ではできないのでしょうか。また、分けるときのルールはありますか。

176 誘電体の挿入 極板面積 S〔m²〕, 間隔d[m〕で極板間が真 空の平行平板コンデンサーに, 面積 0.50S[m²]. 厚さ0.50d[m〕 , 比誘電率 4.0 の誘電体を図 のように完全に挿入した。 このときのコンデ ンサーの電気容量を求めよ。 ただし, dは極 板の大きさに比べて十分に小さく,真空の誘 〈 慶應義塾大〉 電率を s〔F/m〕 とする。 d〔m〕 面積 S [m²] 誘電体 0.50d[m〕 面積 0.50S 〔m²

答えがないのですが、間違っている気しかしないので答え合わせをしていただきたいです。また、間違っているところの解説をお願いします。 加えて質問なのですが、電気容量40pfのpを数字にしてfのみで計算しなければならない時はどのような時なのでしょうか？

|25| 電気容量 40 pF の平行板コンデンサーを電圧50Vの電池 で充電した。 (1) 充電が完了した後, スイッチを開いた。 (a) 電気量Q [C] を求めよ。 極板の面積を2倍にした。 (b) 電気容量 C' [pF] を求めよ。 (c) 極板間の電位差 V' [V] を求めよ。 (2) 充電が完了した後,再度電池を接続した状態で極板の面積を2倍にした。 電気量 Q' [C] を求めよ｡ (1) (a) Q=400P×SOV =200 25 (n) (² = { =√ + ε ²/²/₁ とす E C':20 = 80pF (0) Q = c'V' 200=80 205 82 =2.5 -50V スイッチ (2) C" = 160 PF Q' = ("V =160×50 - 8000

He⁺イオンの電子エネルギーについて、以下の式が成り立つ。 E(n)= -me⁴/2ε²h²n² n=1,2,3 … 光をイオンに照射してn=5の軌道からn=3の軌道へ電子が移ったときに放出する光のエネルギー,波長,振動数を有効数字4桁で計算せよ。 電子の質量... 続きを読む

2枚目の説明が全く分かりません… なぜ近似式なのですか？ 教えてください🙇‍♀️

参考 線膨張率·体膨張率 ある固体の0℃のときの長さを1,[m] ④表A 固体の線膨張率(20℃) とすると,t[℃]のときの長さ1[m]は 線膨張率 (10/K) 物質 B4 1= lo(1 + at) 炭素(ダイヤモンド) 1.0 アルファ で表される。a[1/K]を 線膨張率 とい coefficient of linear expansion 単鉄 体銅 11.8 う(表A)。 16.5 アルミニウム 23.1 また,ある固体本の0℃のときの体積を Vo[m°]とすると, t[C]のときの体積 VIm°]は インバー※1 0.13 ゴム(弾性)*2 77 コンクリート 7~14 V= Vo(1 + Bt) ガラス(フリント) 8~9 ※1 鉄とニッケルの合金 ~25.3℃での平均値 ベータ で表される。B[1/K]を 体膨張率という。 coefficient of volume expansion ※ 2 16.7 その他