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物理 高校生

コンデンサー (4)コンデンサーの静電エネルギー変化を求める際にコンデンサー極板間隔を広げるとVが増加することから3枚目の1行目の式を立てたのですが、解答にこの選択肢がなかったため、他の公式から導き出しました、 静電エネルギーが変化する際、½CV²のうちひとつのVは元々... 続きを読む

図のように, 内部抵抗の無視できる起電力Vの電池,抵抗値 Rの抵抗,電気容量 Cのコンデンサー, およびスイッチを直列につないだ回路がある。 $5 抵抗とコンデンサーの回路 165 抵抗とコンデンサーの回路 $5 *129 (12分-20点】12/3/ 抵抗(R) 電池(V)- ニコンデンサー(C) スイッチ 開1 スイッチを閉じた後しばらくすると電流が流れなくなった。このとき,コンデ ンサーに蓄えられた電気量はいくらか。 0-CV @ CV @ 1V 2 R V R 問2 問1で,電池のした仕事のうち, 一部は抵抗で発生する熱エネルギーとなり, 残りはコンデンサーに蓄えられる。スイッチを閉じる前にはコンデンサーに電荷は なかったとすると, スイッチを閉じてから電流が流れなくなるまでに抵抗で発生し た熱量はいくらか。 0-CV2 2 CV° 1 V2 2 R R 問3 スイッチを開き, コンデンサーの電荷を再びゼロにした後,抵抗値がより大き な抵抗に取り替えてスイッチを閉じた。このときの様子を表す文として最も適当な ものを一つ選べ。 0 抵抗での電圧降下が大きくなり, 充電時間が短くなった。 2 抵抗での電圧降下が大きくなり, 蓄えられる電気量が増加した。 抵抗を電流が流れにくくなり, 充電時間が長くなった。 抵抗を電流が流れにくくなり, 蓄えられる電気量が減少した。 問4 コンデンサーを充電した後に, スイッチを開いて, 平行板の間隔を2倍にした。 このとき,コンデンサーにした仕事はいくらか。 正しいものを一つ選べ。 0-cve Cy* @ o 1 /2 2 R R 問5 次に,スイッチを再び閉じた。この後の抵抗を流れる電流について正しいもの を一つ選べ。 0 電流は流れない。 2 電流は電池→抵抗→コンデンサーへ流れ, しばらくすると流れなくなる。 電流はコンデンサー→抵抗→電池へ流れ,しばらくすると流れなくなる。 電流は最初。 電池→抵抗→コンデンサーへ流れるが,しばらくすると逆に流れる。 6 電流は最初.コンデンサー→抵抗一電池へ流れるが,しばらくすると逆に流れる。 い帰合に覧

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物理 高校生

コンデンサー 131(2) 十分に時間が経ってコンデンサーに電荷がたまると、2CとCにできる電圧がそれぞれ1/3V、2/3Vだから、接地されてるeからたどってCのコンデンサーがつくる電位2/3Vあがったところにdがあるからdの電位は2/3Vとしたのですがそれでも大丈夫でし... 続きを読む

の位置を変えたとき, その都度十分に時間が経過しているものとする。 問2 スイッチSをa側に入れてから十分に時間が経過した後に, 電気容量Cのコ $5 抵抗とコンデンサーの回路 167 **130 18分-12点) つのコンデンサーの合成容量はいくらか、 図1のように, 起電力Eの電池, 電気容量Cと 2c の二つのコンデンサー, 抵抗Rの抵抗器, スイッチ Sからなる回路を考える。 電池の内部抵抗は無視でき るものとし, 初めはどちらのコンデンサーにも電荷が 書えられていないものとする。 時刻においてスイッチSをa側に入れたと ころ,抵抗に流れる電流Iは図2のように変化した。 このときの電流の最大値はいくらか。 2E R a S 0 ④ C 0 3c b E -v -v 線で 2C の 問1 図1 d3 Nの抵抗値rを0からRまで変化させた。このとき,二っのコンデンサー E R E 3 2R の U 0 U 2 2R CE R CE 0 R 2CE t。 図2 CV? CV° ンデンサーに蓄えられる静電エネルギーはいくらか。 0 0 ② CE' CV? 2 CV? 2 E 2C 次 2C 問3 次にスイッチSをb側に切り替え,十分に時間が経過した。 電気容量2Cのコ ンデンサーに蓄えられる電荷Qはいくらか。 0CE 0 0 号CE @ 号CE 0 CE 0 R 0 R U 3 U @ 6 CE 131 18分-12点】 //37 CV? CV? 図のように,電気容量が2Cと Cのコ ンデンサー, 起電力 Vの電池, 可変抵抗 器,およびスイッチ Si, S:からなる回路 がある。点aと点bの間にある可変抵抗 Vー CV? 2 CV? 2 S, a r =2C 0 R 0 R R-r 器を使って, 接点cと点bの間の抵抗値 ァを0からRまで変えることができる。 最初,スイッチS, 及びS2は開いており, 二つのコンデンサーには電荷はないもの とする。ただし, 二つのコンデンサーを つないだ点をdとし, 点eの電位は0と U U :C CV? CV e CV? 2 CV? 2 する。 0 R 0 R : 一 - 一

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物理 高校生

(4)についてです。 (4)でスイッチを開いた瞬間はコイルの電磁誘導によって電流が流れ続けるというのはわかるのですが、コンデンサーに蓄えられていた電荷はどうなるのですか。 (5)の解説にはコンデンサーの下側がプラスになっているのですが、スイッチが閉じている際に溜まった電荷で... 続きを読む

138.〈電気振動と電磁波の発生〉 図のように,起電力 E[V](E>0) の電池, 抵抗 値R[Q]の抵抗,電気容量 C[F] のコンデンサー, インダクタンスL[H] のコイルからなる回路が ある。コンデンサーには,電圧計が図に示した極 性でつながれている。また, 2つの電流計が接続 されており,それぞれの電流値I[A] と Ia[A] は、 図の矢印の向きを正とする。初め,スイッチSは 開いており,コンデンサーは帯電していない。ま たムとIaはともに0であった。電圧計を流れ る電流は無視できる。また,配線に用いた導線の抵抗, コイルの直流抵抗,および電池と電 流計の内部抵抗は無視できる。次の問いに答えよ。ただし, (10)以外では電磁波の発生は無視 I E R する。 まず最初に,スイッチSを閉じた。 (1) その瞬間のIと Izの値を, L, C, R, Eのうちの必要なものを用いて, それぞれ表せ。 スイッチSを閉じてからしばらくすると, ILとIaは一定値になった。 (2) この状態における Lと Izの値を,L, C, R, Eのうちの必要なものを用いて, それぞれ 表せ。 (3) この状態において, コイルに蓄えられているエネルギーと, コンデンサーに蓄えられてい るエネルギーを, L, C, R, E のうちの必要なものを用いて, それぞれ表せ。 次に,スイッチSを開いたところ, 回路に電気振動が生じた。 (4) スイッチSを開いた瞬間のI,と I,の値を, L, C, R, Eのうちの必要なものを用いて、 それぞれ表せ。 (5) 電気振動の周期T[s] を求めよ。 6) スイッチSを開いた瞬間の時刻を0として, 電流値I」を時刻t[s] の関数として求めよ。 ただし、電流の最大値をI。[A] とし, 答えはI。とTを含んだ式で表せ。また、 Iムとtの関 係をグラフにかけ。なお, 縦軸には電流の最大値I。を示せ。 リコイルに蓄えられているエネルギー U「J] を時刻 tの関数として求めよ。答えは Ioと Tを含んだ式で表せ。 お,縦軸にはエネルギーの最大値ひU。【J] を示せ。

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物理 高校生

(4)なのですがピストンが静止する=容器内の気圧は大気圧と等しいと認識していたのですが違うのでしょうか? 誰かおねがいします

STEP2 b-Vグラフを作図。 STEP3 熱力学第1法則を表にまとめる。 「設定は同じです) 東京工大〉 ンの式 この問題で 解法Check! 70 例題 断熱材でつくられたピストンつきの円 簡形の容器に1mol の単原子分子の理想気 体が入っている。ピストンの質量はM[kg] で、上面は圧力po [N/m°], 温度 T, [K] の 大気に接している。ピストンはストッパーA で止まっており, 容器の底面からピストンの 下面までの高さはL[m] である。 気体定数 をR(J/(mol·K)], 重力加速度の大きさをg (m/s°) とする。なお, 答えは M, To, R, L およびgの一部または全部を用いて表せ。 (1) 最初,理想気体の圧力は po [N/m°], 温 度は To[K] であった。その内部エネルギーはいくらか。 2 ヒーターで気体を加熱し,気体の温度が T. [K] になったときビストン が上に動き始めた。温度 T, と気体に加えた熱量Qi [J] を求めよ。 3 加熱を続けるとピストンはゆっくり上昇を続けた。 ピストンが上のスト ッパーBに接したとき,気体の高さは1.5L [m] であった。このときの温 度T (K) を求めよ。 また, ピストンが動き始めてからこのときまでに理 B 十ー 0.5L ピストン A こし, Me>m L 000000 ーヒーター 共限に繰り返 いを求めよ。 〈宮崎大〉 三は同じです) SECTION 11 気体の熱力学 59

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物理 高校生

教えてください(>人<;) 次に以降がわからないです・

(i) 図2に示すように、真空中に置かれた2枚の平行金属板 A, Bからなる平行 CI(解答群) 板コンデンサーと起電力 V。 の直流電源,抵抗値Rの抵抗,さらにもう一つの VQ d V.Q (イ) 2d 2V,Q (ウ) d 電気容量 C, のコンデンサー(以下 C, とよぶ)からなる回路がある。平行板コ ンデンサーの極板 AB 間の距離はdである。 ただし, 最初の状態では平行板 () VQ VQ (オ) 2 カ) 2V,Q コンデンサーならびに C」 に電荷は蓄えられておらず、 スイッチS,と S,は開 いているものとする。 (の) 2V。 2Q (ケ) V。 S」 R V。 (サ) 2 ) 2V。 CVQ Q+ C,V。 Q (セ) Q+CV。 (CV.) (ソ) Q+ CV。 (ス) V,Q (タ) (Q+ C.Vo) CV3Q VQ (ツ) 2(Q+ C,V.)* (チ) d (Q+ C,V.)? GVGQ 2(Q+ C,V) A (テ) (ト)コンデンサーC (け)抵抗 (=) 平行板コンデンサー (ス)内部エネルギー (ネ)摩擦熱 図2 の)ジュール熱 ) 増加している (E) 減少している S;は開いたまま, S, を閉じ,じゅうぶん時間が経過した状態で,極板 Aに は-Q(Q>0),極板Bには +Qの電荷が蓄えられていた。この状態を状態 (7)変化せず等しい (a)とよぶ。このとき極板 AB間の電位差は であり、S」 を閉じてか ら状態(a)に達するまでの間に電池がした仕事は である。平行板コ ンデンサーがこの間に蓄えた静電エネルギーは である。 の差は,回路中の として消費された。 と で 次に,状態(a)から, S」 を開いたあと, S2 を閉じ,じゅうぶん時間が経過し たものとする。極板 AB からなる平行板コンデンサーに蓄えられている電気量 である。また, は であり,C」 に蓄えられている電気量は 平行板コンデンサーと C, に蓄えられている静電エネルギーは, それぞれ (10) である。先の状態 (α)で両コンテデンサーに蓄えられて と いる静電エネルギーの和は で与えられるが、 と (10) の和はこれと比較すると 0

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