電磁気 （I）の考え方を教えてください

IS 図1のように、起電力E [V], 内部抵 抗r [Ω] の電池Dに内部抵抗rv [Ω]の電 圧計 V を接続した。 このときVが示す値 は、ではなく、 (1) [V]である。 そこで電池Dを, 図2のように, 電池 Eo, 抵抗線 AB, 検流計 G, 既知の起電力 Es [V] をもつ標準電池 Es およびスイッチ S, S2 を組み合わせた回路に接続した。 AB は太さが一様で,接点Cの位置は調整で き, AC間の抵抗値が読み取れるように なっている。 S, を開いたとき, AB に流れ る電流をI〔A〕 とする。 S を閉じ, S2 を① に入れた状態でGに電流が流れないよう にCの位置を調整したときのAC間の抵 抗値 Rs 〔Ω] は, Rs = (2) [Ω] となる。 次にS2 を ②に入れ、 再びGに電流が流 れないようにCの位置を調整したとき, AC間の抵抗値をR[Ω] とすると,Eは既 A 電圧計V a b E 電池D 図1 Eo C B G Jos Es ① S2 E 1 r 電池D 図2 02) 2

なんで(１)や(2)で有効数字が2桁になるんですか

基本問題 29 30 31 ○小球 ① 基本例題6 水平投射 物理 高さ19.6mのビルの屋上から, 小球を水平に速 さ 14.7m/s で投げ出した。 重力加速度の大きさ を9.8m/s2 として、次の各問に答えよ。 14.7m/s (1) 投げ出してから, 地面に達するまでの時間 を求めよ。 濃度を 解説動画 基本問題39 x 第 No. 力学Ⅰ Date ないので, 「v2=2gy] √2×9.82 =13.8m/s 14 m/s 落とした」 とは 初 床である。 の中にある数値を 37. 19.6= 2=4.0 ある。 t = ±2.0s t0 なので2.0s は解答 に適さない。 したがって 2.0s (2) 小球は,ビルの前方何mの地面に達するか。 (3) 地面に達する直前の小球の速さを求めよ。小の 指針 投げ出した位置を原点とし, 水平右 向きにx軸,鉛直下向きにy軸をとる。 小球の運 動は, x方向では等速直線運動, y方向では自由 落下と同じ運動をする。 解説 (1)地面のy座標は19.6mである から,「y=1/29t2」を用いて、高さはいくらか 1/2×9.8× 地面 (2) 地面に達するまでの2.0秒間, 小球は,水平 方向に速さ 14.7m/sの等速直線運動をする。 29 m x=vxt=14.7×2.0=29.4m/ (3) 鉛直方向の速度の成分 vy は, vy=gt=9.8×2.0=19.6m/s 小球の速さ [m/s] は,水平方向と鉛直方向の 速度を合成し,その大きさとして求められる。 =√ox2+vy^2=√14.72+19.62 (4.9×3)+(4.9×4)=4.9√32+42 [m=4.9×5=24.5m/s 25m/s ( 34, 35, 36,37 ① 基本例題7 斜方投射 物理 Sms.es & 基本問題 40 41 42 Em/s/ 水平な地面から,水平とのなす角が30℃の向きに、 速さ40m/sで小球を打ち上げた。 図のようにx軸, *9.8m/s2 として 40m/s JJ \m 30°(1) x 地面 例

写真の問題についてですが、「Qが一定ならEは一定」と書かれていますが、式を見るとコンデンサーの誘電率や面積によって電場の強さは変わりませんか？

46 電磁気Ⅱ 解 極板上の電気量をQとする。 +Q [C] からはN=Q 4kQ=Q/〔本〕 の電気力線が出る。 単位面積当たり の本数が電場E [N/C〕 に等しいから ① 一様電場より Qd S ES ES Q=GVQはVに比例し,さらに比例定数はCES E=N = V=Ed= E -Q なお、①はQが一定ならdに関係なくEが一定であることも示している。 Q

(2)についての質問です。Gに電流が流れないので、緑の所と、黄色のところが等電位で、Es分電圧降下することは理解できますが、ここのEsはE0ではダメなのでしょうか？ 可変抵抗に入ったところの電位がE0で出てきた所の電位が0で、電圧がE0とい考えるのはおかしいでしょうか？解説... 続きを読む

113 図1のように、起電力E〔V〕, 内部抵電圧計V 抗r 〔Ω] の電池Dに内部抵抗ry [Ω]の電 圧計Vを接続した。 このときVが示す値 は,Eではなく, (1) 〔V〕 である。 そこで電池Dを,図2のように, 電池 Eo, 抵抗線 AB, 検流計 G, 既知の起電力 Es [V] をもつ標準電池 Es およびスイッチ S1, S2 を組み合わせた回路に接続した。 AB は太さが一様で、 接点Cの位置は調整で き, AC間の抵抗値が読み取れるように なっている。 S を開いたとき, AB に流れ る電流をI〔A〕 とする。 S, を閉じ, S2 を① に入れた状態でGに電流が流れないよう にCの位置を調整したときの AC間の抵 抗値 Rs [Ω] は, Rs= (2) [Ω]となる。 次にS2を②に入れ、再びG に電流が流れ ないようにCの位置を調整したとき, AC 間の抵抗値をR [Ω] とすると, E は既知 a E Es 電池D 図 1 Eo? 電池D Eo r 図 2 (千葉工大) rv 1 2 b S2 ・B S1

【基本例題74】(ウ)です どうして(2/d-x)となるのでしょうか？？

+371,373,374 基本例題 74 金属板を挿入したコンデンサー 極板間の距離d [m], 電気容量C [F] の平行板コンデンサーを起電力 V〔V〕 の電 池につないだ。このとき,極板間の電場の強さはア 〔V/m〕 である。次に,極 板と同じ面積で厚さ14/〔m〕の金属板を両極板間に平行に入れる。この場合,金属 板内の電場の強さはイ [V/m〕 極板と金属板間の電場の強さはウ となり, コンデンサーの電気容量はエ〔F〕 となる。 指針 図2のように, 金属板と上の極板との距離をxと S すると,Ci=2,C2=E7 となる。 x 金属板を入れたときの電気容量 C' は, C と C2 とを直列に接続したときの合成容量と同じになる。 [注] 極板間に金属板を入れる場合, 金属板を一方の極 板に接するように入れ, 極板間隔がd/2 に狭めら れたコンデンサーと考えることもできる。 解 V (7) E=1/2 [V/m)] d S (d/2)-x (イ) 金属板 (導体) 内の電場の強さは 0 求める電場の強さをE'〔V/m〕 とする。 X** d V=E'x+E' E (1/2-x) E' = 2/17(V/m)] X [V/m〕 d 図 1 V 図2 + E'- C' E'- +Q + CE JIQ +Q' + + + + +++ x d 2 Cil C 2 S よってC'=2×2=2C[F] d -x 古古 +Q' +Q' - l' (2) / 2 = 1/² + 1² = 2 + (1/2) = * = (土) (d/2)-x_ d C' C1 C2 ES ES 2&S

良問の風 問113 (2)で、電池EsにはRsIの電位差があるのに電流か流れないのはなぜですか？ 電位差があるのに電流が流れていない、という状態がよく分からないです。 教えてください🙇‍♀️

た, R を求めよ。 113 図1のように,起電力E 〔V〕, 内部抵 [抗r [Ω] の電池Dに内部抵抗rv [Ω] の電 圧計Vを接続した。 このときVが示す値 は、 E ではなく、 (1) 〔V〕 である。 そこで電池Dを,図2のように,電池 E, 抵抗線 AB, 検流計 G, 既知の起電力 Es [V] をもつ標準電池 Es およびスイッチ S1, S2 を組み合わせた回路に接続した。 AB は太さが一様で,接点Cの位置は調整で き, AC 間の抵抗値が読み取れるように なっている。 S を開いたとき, AB に流れ る電流をI〔A〕 とする。 S を閉じ, S2 を ① に入れた状態でGに電流が流れないよう にCの位置を調整したときの AC間の抵 抗値Rs 〔Ω] は, Rs = (2) [Ω]となる。 次にS2を②に入れ、 再びG に電流が流れ ないようにCの位置を調整したとき, AC 間の抵抗値をR [Ω] とすると, E は既知 A a 1 電圧計Ⅴ E 電池D 電池D 図 1 (千葉工大) Eo 図 2 Y TV NO U (G)

(3)はQ=criとありますが、この時の電流は(１)の時の電流V／2Rでは無いのですか？コンデンサーに電流が流れている時に電荷が溜まると思いました

確認問題 29 5-6 に対応 右図の回路についての以下の問いに答えよ。 はじ め, スイッチSは開いていた。 V (1) スイッチSを入れた直後, Rの抵抗, お よびコンデンサーを流れる電流の大きさ をそれぞれ求めよ。 2R R SOS EST スイッチSを入れて十分に時間が経過した。 (2) Rの抵抗,およびコンデンサーを流れる電流の大きさをそれぞれ求め よ｡ (3) コンデンサーにたまった電荷はいくらか。

高校物理の電磁気（コンデンサー）の問題です。 とても苦戦してます。得意な方教えてくださいお願いします。

G |+QL R B 誘電率を H 平行平板コンデンサーが端子GとHの間に接続されており,端子G'とHの間には電 池と抵抗(抵抗値 R)が直列に接続され,端子G”とH°の間には抵抗(抵抗値 R)が接続さ れていた(図参照)。コンデンサーの電極AとBの面積はSで,その電極間隔はdである とする。電極間は真空であり,真空の誘電率をsとする。まず,端子GとHを,端子G'と Hにそれぞれ接続すると、電流が流れ, 電極 A とBにそれぞれ電荷 +Qと-Qが蓄えら れ,電極AとBの間の電位差は となった。 次に,端子GとHから端子G'とH'を, それぞれ切り離したのち,電極Bを固定したま ま,電極Aを,手をつかって一定の力Fで図の下方にゆっくりとょだけ動かした結果,電 極間隔がdからdーxとなった。このとき、,手がした仕事は であった。この力Fは電極Aに蓄えられた電荷+Qが、電極Bに蓄えられた電 荷-Qによって生じた電界(強さE)から受ける静電気力と見なすことができる。この電界 の強さどは、電極AとBの間の電界の強さEの5 さらに、電極AとBの間隔を4-xに保ったまま,端子GとHを端子G'とHに,それぞ れ接続した。このとき,電流が流れ,電極A に潜えられた電荷は 最後に、端子GとHを,端子G'とHからとりはずし,それぞれ端子G”とH"に接続した。 接続してから,十分時間がたつまでに,端子G'とH°の間の抵抗で発生したジュール熱 7 となり,電極AとBの間の電界の強さEは 2 3 であり,Fの大きさは 4 倍である。 だけ変化した。 6 は であった。

113の問題の(2)でなぜE0=RsIではないんですか？

流I(A)と乾 VV]を測定したところ, 図1 な直線のグラフが得られた。 (1) 乾電池Kの起電力Eを求めよ。 (2) 乾電池Kの内部抵抗rを求めよ。 (3) 回路を流れる電流が1.0[A]のと き,乾電池区の両極間の電位差を 求めよ。 (4) R[Q]の抵抗を含む図2のような 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 T CA) 図1 109 R 129 図2 (千葉工大) た, Rを求めよ。 r 113 図1のように, 起電力E(V), 内部抵 抗r[Q]の電池Dに内部抵抗r[Q]の電 圧計Vを接続した。このときVが示す値 は, E ではなく,(1)[V]である。 そこで電池Dを, 図2のように, 電池 E, 抵抗線 AB, 検流計 G, 既知の起電力 E.(V]をもつ標準電池 Es およびスイッチ S,, S.を組み合わせた回路に接続した。AB は太さが一様で,接点Cの位置は調整で き, AC 間の抵抗値が読み取れるように なっている。S, を開いたとき, ABに流れ る電流をI(A]とする。 S, を閉じ, S。を 電圧計V a r E 電池D 図1 Eo に入れた状態でGに電流が流れないよう にCの位置を調整したときの AC 間の抵 A B G 抗値R(Q]は, R。= Es ([]となる。 oS 次に S, を②に入れ, 再びGに電流が流れ ないようにCの位置を調整したとき, AC 間の抵抗値をR[Q]とすると, E は既知 E 2 電池D 図2

物理 電磁気 コンデンサー 26.(写真2枚目)について質問です。 解説(写真3枚目)の最後の｢AはBよりVABだけ電位が高いからAの電位は〜｣の部分が理解できません。なぜAはBよりVABだけ電位が高くなるのか、そして、なぜこの式になるのかが分かりません。 解説お願い致し... 続きを読む

EX 4枚の同じ極板を図のような間隔で並べ, 起 電力Vの電池につないだ。はじめスイッチK は閉じられ,S は開かれている。接地点の電位 を0として,極板Bの電位を求めよ。 次に, S を閉じたときのBの電位を求めよ。 d 2d 3d A B C S K 解極板間隔d, 2d, 3d の3つのコンデンサーの直列 と見ると,電気量が等しいから,電場Eも等しい。 AD 間について V=Ed+E·2d+E·3d=6Ed BD 間の電位差を VBD とおくと AB C E VBD=E-2d+E.3d=5Ed Vap=V 6 -V BD Dの電位は0であり,Bの方が高電位だから, この値 はそのままでBの電位になっている。 Sを閉じると,BとCが等電位になり, BC間はコ ンデンサーではなくなる(電位差0だから電気量 0)。 AB 間, CD 間の2つの直列になり, 電場を E'とする A B E E' と AD 間について V=E'd+E'.3d=4E'd ーVCD 3 CD 間について VoD=E'*3d VcD= 三 この値はCの電位でもあり, Bの電位でもある。 ちょっと一言 接地(アース)点があれば, 断りがなくてもそこを電位の基準(0 V)とする。接地点は電位を尋ねるために設けるので, 回路としては なくても同じ。電位を調べるときは, 0Vから順次たどっていくこと。 High 接地点が2箇所にあるときは注意。その2点を導線で結んで考える必要 がある。大地を通って電気が流れるためだ。 0