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物理 高校生

(2)で質問です。 イプシロンやSが書かれていない時はそのままdの変化で考えて大丈夫なのですか?

発展例題38 極板間にはたらく力 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 ⊿x 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。 +Q -Q (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。 √(2) 極板間の距離をゆっくりと 4x引きはなしたときの静電エネルギーを求めよ。 V (3) 極板間にはたらく引力の大きさを求めよ。 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U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'= d+4x -Cとなる。 求める静電エネルギー U'は, U'= 2C' = Q°(d+4x) 2Cd ■発展問題 473 d (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。 F4x=U'-U=Q24x F= Q² 2Cd 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。 (1) (注) 真空の誘電率を so, 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, E 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。

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物理 高校生

(2)で、このような問題はいっつもキルヒホッフで解くので、オームの法則はよく分かりませんが、これをキルヒホッフで解こうとすると電流の遅れ進みを無視して書くと v=Ri+ωLi+1/ωCiみたいな感じになって同じ答えにならなくないですか?何故オームの法則ではコイルとコンデンサ... 続きを読む

⑤ 10 a 130 図1のように、抵抗値R の抵抗, 電気容量 C のコンデンサーおよ び自己インダクタンスLのコイルを直列に接続し, 交流電源につない だ回路がある。 オシロスコープで抵抗の両端の電圧を観測したところ、 図2のような周期T, 最大値 V の正弦曲線であった。 6 抵抗 オオシロ スコープ b コンデンサー コイル C A 電圧 Vol - - Vol T 2 図2 T 時刻 図1 (1) 交流の角周波数 ω を求めよ。 以下,(5)以外はTの代わりに を用いて答えよ。 (2) 抵抗に流れる電流を時刻tの関数として表せ。 また実効値を求めよ。 (3) - この直列回路での消費電力 (平均電力) を求めよ。 (4) コンデンサーにかかる電圧の実効値を求めよ。 また, 電圧 ve を時 刻tの関数として表せ。 (5)図2で,コンデンサーにかかる電圧が0になる時刻を 0≦t≦T の範囲で求めよ。 (6) コイルにかかる電圧の実効値を求めよ。 また, 電圧 v を時刻t の 関数として表せ。 (7) 電源電圧の最大値 V, を求めよ。 また, ab 間の電圧の最大値 V2を 求めよ。

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物理 高校生

アがなぜ反時計回りになるか分かりません コイルは時計回りに巻かれてて、Aの方が高電位だから時計回りに電流を流そうとしているんじゃないですか?

問3 次の文章は,図8の結果から落下中の磁石の向きを推定する過程を述べた に入れる語句の組合せとして B 図7のように, アクリルバイプを鉛直に立て, その下端付近にコイルを設置」 た。コイルは、端子Aから端子Bへ上から見て時計回りに巻かれている プの上端付近で円柱状の磁石を静かに放し落下させ、コイルの端子Bを基海」 した端子Aの電位(電圧)1/をオシロスコープで観察する。磁石の上面がコィ。 の上端に達するまでの落下距離をhとする。h=30 cm のときの結果は、図。。 ようになった。ただし, 時間軸の原点は V=100 mVになった瞬間に設定さ ものである。文章中の空欄 ア ウ 最も適当なものを,下の0~®のうちから一つ選べ。 3 図8では,山が最初に現れることから,磁石がコイルに近づいてきたとき 端子Aの電位が端子Bの電位より高くなったことがわかる。このとき,コ イルには上から見て アの電流を流そうとする向きに誘導起電力が生じ ている。 ていた。それは,コイルを上から下に貫く磁束が ィしたからである。 磁石 したがって、磁石が ウ を下にして近づいてきたことがわかる。 10mm 得しい中ーう ア イ ウ アクリルバイプ h 時計回り 増加 N極 時計回り 増加 S極 時計回り 減少 N極 増子 コイル 10mm 時計回り 減少 端子B: 反時計回り 増加 N極 (そ。 反時計回り 増加 S極 図 7 反時計回り 減少 N極 反時計回り 減少 S極 V(mV) 200 > F-ma tCms) 30 -20 100 10 20 30 -100 -200 (9(3) 学 Z

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