物理基礎の気柱の共鳴の問題です。 (3)と(4)の解き方を教えて下さい。

|10| 気柱の共鳴について考える。 図のように, 空気中に置かれたガラ ス管に右側からピストンを挿入し, 左側に発生音の振動数を調節で きるスピーカーを置いた。音の速さVは一定であり,開口端補正は ないものとする。 次の問いに答えよ。 スピーカー ガラス管 ピストン 最初にピストンを固定した。 このときの,ガラス管の左の管口か らピストンの左端までの距離を1とする。 スピーカーの振動数を0からゆっくりと増していった。 (1) 最初の共鳴が起こる振動数を1とVを用いて表せ。 n回目 (n=2, 3, ･･･) の共鳴が起こるときに気柱にできる定在波(定常波)の節の数をnを用いて表せ。 2回目の共鳴が起こるときの定在波の波長をn と lを用いて表せ。 (4)n回目の共鳴が起こったときの, ピストンの中で密度変化が最大になる場所のうち, 管口から最も近い 位置はどこか。管口からその位置までの距離をnと1を用いて表せ。

この問題は、コンデンサーに誘電体を入れたのになぜ電圧は一定なんですか？コンデンサーに誘電体を入れたらVは小さくなると思いました。スイッチが閉じられていて回路が閉回路ならその時点で電位差Vは一定ということですか？

(1)起電力 Vの電池につながれた チェック問題 2 誘電体の挿入・引き出し 容量Cのコンデンサーの極板間 の下半分に比誘電率2の誘電体 をゆっくりと入れた。このとき に外力がした仕事 W を求めよ。 V 28 C 標準 10分 (2)次にスイッチを開いてこの誘電体を抜いた。 このときに 外力がした仕事 W2を求めよ。

この問題の式の立て方がわからないので教えて欲しいです。 答えは選択肢の8になります。

問2 極板間に誘電体をすべて挿入した後にスイッチSを開き、その後外力を 加えて誘電体をゆっくりと引き抜いた。 誘電体をすべて挿入した状態からす べて引き抜くまでに, 誘電体を引き抜くために加えた外力がした仕事として 正しいものを、次の①~⑨のうちから一つ選べ。 ただし,誘電体を引き抜 く間、極板に蓄えられた電荷は一定に保たれるものとする。 7 ①CV 2 ε,CV ③ (E-1) CV 1 ・CV2 ⑤ CV2 ⑥ CV2 2 2 2 1 ⑦(E,-1) CV² ⑧ (-1) CV2 2 ℗ (e-1)*CV¹ 2

(2)(a)Q1:2.0×10^-10C　V1:2.0V 　 　 (b)Q2:1.0×10^-9C　 V2:10V になる理由を教えていただきたいです🙇🏻‍♀️

4 平行板コンデンサーと誘電体 (Op.242~244) 平行板コンデンサー (電気容量 20pF) を電圧10Vの電源で充電した。 (1) 充電が完了したときの電気量 Q [C] を求めよ。 (2)(1)のコンデンサーを次の状態で比誘電率 5.0 の誘 電体で満たす操作を行う。 (a) スイッチを切った状態で誘電体を挿入したときの, 電気量 Q[C] と極板間の電位差 V1 [V] を求めよ。 (b) スイッチを入れた状態で誘電体を挿入したときの, 電気量 Q2[C] と極板間の電位差 V2 [V] を求めよ。 (a) (b) 10V 第 1位 雨 誘電体 10V 誘電体

(5)で電荷の移動する方向を求める問題なのですが、コンデンサーBの方が容量が大きい為BからAに移動すると思ったのですがなぜAからBに移動するのか教えて頂きたいです。お願いします🙇‍♀️

練習問題 157. 問いに答えよ. 図1のように極板面積 S, 間隔 4d の平行板コンデンサーA,Bがある. 真空の誘電率を eo として以下の (コンデンサー・導体の挿入・合成容量) (1) コンデンサーAの容量 CA を eo, S, d を用いて表せ. (2)導体板がない状態で,電圧 V の電池でコンデンサーA,Bを別々に充電し、十分時間が経った後,電 池を取り除いた. コンデンサーA に蓄えられた電荷 QAはいくらか. (3) コンデンサー B に極板と同形で厚さ2dの導体板を図1の位置に挿入した.このとき, コンデンサー Bの容量 CB を表す式を記せ. (4) コンデンサーA内の電位分布は下の極板からの距離をæとすると図2のように表される.コンデン サーB内の電位分布を図2中に示せ. (5) A,Bのコンデンサーの同じ極性どうしを接続すると電荷はどちらからどちらに移動するか. (5)の状態のまま十分時間が経ったとき,コンデンサーの電圧はいくらか. d Vo 4d 導体板 2 d d コンデンサーA コンデンサーB 図1 ( E V = = 805 Q GOS Q:CK 80 S · 4= 4d (2) Q=Co (3) 4d 905 Vo 4a V: @x2d S Q:CV 805 CK CB = 2d" +++5 x 2d 4d 図2 (5) AB ④ 正電荷 日負荷 (6) 同じ極性つまり並列につなぐ V= CA QB CB Qn'+QB'=2QA QA = V CA QB VCB V(CA+CB):2QA v ( 205 +2805): 22k 4d+48d ※QAQである V (145) .263 Vo 49 V = Vo 品 へいれつ こしは同じ!!

コンデンサーの問題で電極が挟まると全く理解不能になります。これらの問題の解説お願いします🙏

7 コンデンサー回路と電気力線 図1のように,起電力 Vの電池につながれた 面積 S の平行極板 A, B を間隔 3dで真空中に 置く。 B は接地 (=電位の基準とする) してお り,極板は十分大きく,極板間の電場は一様と 考えてよい。はじめにスイッチ S を閉じ,平 S,\ 行極板 A, B からなるコンデンサーを充電させ た後, Aから距離dのところに極板 A と同じ 電気量を帯びた金属板Cを平行に挿入した。 金 属板Cの面積は極板 A, B と同じでその厚さは十分小さいものとし、 真空の誘電率を " とする。 図 1 (1) 極板 A, C間の電場及び極板 B, C間の電場はそれぞれいくらか。 (2) この回路において, 極板 A,B,Cの位置の電位はいくらか。 (3) スイッチ S を閉じたあと, 極板 Aに蓄えられている電気量はいく らか｡ (4) スイッチ S を閉じたまま, 極板Cを極板Bに近づけていくと,極 板Aに蓄えられる電気量は増える, 減る, 変わらない}のどれか。 る。 また電圧V=Vの電源を図の向きに設 3 3 AC B 次に,図2に示す回路において,極板 A, C, からなるコンデンサー (コンデンサー AC), 極板 C2, B からなるコンデンサー (コンデン サー C2B)は,それぞれ間隔d, 2d で, 図 1 のコンデンサーと同様に面積Sの極板からな S2 d S3 d 2d A C₁ C2 B 2 A P 置する｡ (5) 全ての極板に電荷がない状態でスイッチ S3 を閉じたあと, 極板 B に蓄えられる電 気量はいくらか。 (6) (5) に続いてスイッチ S3 を開いてからスイッチ S2 を閉じたあと, 極板 B に蓄えられる電気量はいくらか。 (7) (6) のとき、図2の点Pの電位はいくらか。 2d 図2

1枚目のbの答えは③なのですが何故ですか？ 2枚目の図2のV'のようになる気がするのですが…

22:00 11月21日 (火) 図1(a)のように、極板間の距離が 3d の平行板コンデンサーに電圧 Vo を加えた。次に、帯電していない厚さd の金属板を、図1 (b)のように極板間 の中央に、極板と平行となるように挿入した。 極板と金属板の面は同じ大きさ同じ形である。 また、 図1(a) および(b) のように、 左の極板からの距離 をxとする。図中には、両極板の中心を結ぶ線分を破線で、 x = d および x = 2d の位置を点線で示した。 Vo V d 2d 3d x V Vo (5) V 0 d 2d 3d 図1 (問1) 図1(a)および(b) において、 十分長い時間が経過した後の、 両極板の中心を結ぶ線分上の電位V と xの関係を表す最も適当なグラフを、次の ①~⑥のうちから一つずつ選べ。 ただし、同じものを繰り返し選んでもよい。 Vo Vo (a) d wakariyasui.sakura.ne.jp x 2d 3d (3) Vo (6) V Vo 1 金属板 d 0 d 2d 3d Vo (b) ・X 2d 3d x V Vo d 2d ①10% | 3d ・x ↓

77の問1、R1にも電流流れてて、Cにかかる電圧はVよりも減ると思って、その分溜まる電気料も減ると思うんですけど答えはCVでした。なぜですか？

78 E U 電気量の関係 ① Q1=Q2+Q3 ② Q=Q2+Q3 3 Q=Q2+Q ④ Q2=Q+Q ⑤ Q2=Q3+Q 問2 図2(a)に示す極板間隔dの平行板コンデンサ に電圧 V をかけたときの静電エネルギーを ひとする。 このコンデンサーに図2 (b)のように 比誘電率&Tの誘電体を極板間にすきまなく挿入 し、電圧 V をかけた。 このとき, 極板間の電場 の大きさと蓄えられた静電エネルギーUを表す式の組合せとして正しいものを 下の①~⑥のうちから一つ選べ。 ① ② Vo d Er Uo Vo d U₁ Q (C) 2×10-6 5×10-6 8x10-8 2x10-5 5x10-5 6 [③] Vo d Er²Uo [⑥] ⑦ V² 2R₂ ⑨ 電気量の関係 Q2=Q3+Q Q2=Qi+Qz Q2=Qi+Qz Q2=Qi+Q2 ⑧ 4 Vo Erd U₁ Vo (a) ⑤ Vo Erd Er Uo Q₁ (C) 8x108 2×10~ E 5 × 10~ 8×10-s 77 コンデンサーを含む回路 ③ 内部抵抗の無視できる起電力 V〔V〕 の電池E に, 抵抗 値がそれぞれ R [Ω], R2 [Ω] の抵抗 R1, R2, 電気容量 C [F] のコンデンサー C, スイッチ Si, S2 を図のように接続 した。 <1992年 本試〉 問1 はじめ,スイッチは両方とも開いており, コンデン サーに蓄えられている電気量は0であった。 この状態で, S のみを閉じた。 十分に長い時間が経って電流が流れなくなるまでに, 抵抗 R」を通 過した電気量として正しいものを、次の①~⑧のうちから一つ選べ。 次に, S」を買い て S2 を閉じた。 コンデンサーの電気量が0になるまでに, 抵抗 R2 で発生したジュー ル熱として正しいものを、次の①~ ⑧ のうちから一つ選べ。 抵抗 R を通過した電気量=1 [C] 抵抗 R2 で発生したジュール熱= 2 [J] LIGUYO _2の解答群 O ①/2/2② v ③/2/2 CV2④ CV2 V V V² 2R1 ⑦ R₁ R2 問2 次に, S2を閉じたままにして, 再びS を閉じた。 十分に長い時間が経ったの コンデンサーに蓄えられている電気量として正しいものを、次の①~⑥のうちから 142 SL 6 Vo Erd Er²Uo 誘電化 R₁ R₂ S₂

コンデンサーの問題です。 問2が理解できません。解説お願いします。

が電場 1 追試 本試 30 ㊙ 132. 平行板コンデンサー 4分 Vo を加えた。次に,帯電していない厚さdの金属板を、図2のように極板間の中央に,極板と平行と 図1のように、極板間の距離が3dの平行板コンデンサーに電圧 なるように挿入した。極板と金属板の面は同じ大きさ同じ形である。 また,図1および図2のように, 左の極板からの距離をxとする。図中には,両極板の中心を結ぶ線分を破線で,x=d および x=2dの 位置を点線で示した。 Vo 0 V Vo d d 問1 図1および図2において, 十分長い時間が経過した後の, 両極板の中心を結ぶ線分上の電位V とxの関係を表す最も適当なグラフを、次の①~⑥のうちから1つずつ選べ。 ただし, 同じものを くり返し選んでもよい。 図 1: ア 図2: 2d T 2 0 2d d 2d 3dx +H Vo 図 1 イ 3d x 3dx (2) Vo 2 3 0 V4 Vo 0 いものを、次の①~⑦のうちから1つ選べ。 41 ① 04/1 9 d I d ⑤ 2d 3 2 1 2d 3d 3d x 金属板 0 d 2d 3dx ⑥ 2 Vo 図2 Vo ⑦ 55 9 4 Vo 問2 十分長い時間が経過した後の, 図1のコンデンサーに蓄えられたエネルギーをU, 図2の金属 板が挿入されたコンデンサーに蓄えられたエネルギーをUとする。エネルギーの比 として正し d 1 d 2d 2d 3dx 3dx [2017 本試] 第4編 第9章 電場 101 電気と磁気

37についての質問です。外力が静電エネルギーの変化だということは理解できてますが、静電エネルギーの変化の前後で式が違うのが納得できません。C、V、Qのうち分かっているものを式に用いることは知ってます。 この問題で、前と後の基準はどこですか？私は電池を切ったあとのことを聞かれ... 続きを読む

Ex 2 で、続いてスイッチを切り, 挿入した金属板をゆっくり引き抜くのに 要する仕事 W2 はいくらか。 Q&A [回路に抵抗を入れないときはどうなるんですか。 電池のした仕事が