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物理 高校生

コンデンサー 電位 (5)です 解説にある、 「S1,S2を開閉しても変化しない」 ということの意味が分かりません 教えて欲しいです🙏🙏

必修 基礎問 72 コンデンサーのつなぎかえ 図のように, 3個のコンデンサー C1, C2, C3, 2個の電池 E1, E2, 2個のスイッチ S1, S2からなる回路がある。 3個のコンデン サーの容量はすべてCであり, 2個の電 池の起電力はともにVであるとする。 は 162 HH ●電荷保存の法則 孤立部分の極板電 荷の和は保存される。 式の立て方の手 順は, ① 孤立部分を見つけ, 変化前の電荷 を確認する。 E₁ じめの状態では,各スイッチは開いており、各コンデンサーに蓄えられた電 荷は0 とする。 また,点Gを電位の基準 (電位0) とする。 1. スイッチ S1 を閉じた。 点Xの電位は(1) れた電荷は (2) である。 2.次に, スイッチ S」 を開き, スイッチ S2を閉じた。 点Xの電位は(3) (V) C2= Point 43 着目する極板の電荷: Q着目= C(V 着目V 相手) (0) である。 3. さらに,スイッチ S2 を開いて, スイッチ S, を閉じた。 点Xの電位は 電池 V (4) である。 4. このようなスイッチ操作を繰り返したとき, 点Xの電位は (5) に近づ く。 (上智大) 精講 ●極板電荷 コンデンサーの極板 A, B の電位をそれぞれ VA, VB, コンデンサーの電気容量をCとすると, それぞれ の極板の電荷QA,QB は右図のようになる。 すな わち,着目する一方の極板の電位を V 日, 向かいあう他方の極板の電位をV相手 QA=C(VA-VB) とすると, G コンデンサー C2 に蓄えら S2 (VA) E2- AB 接地点 ( 電位0) (V: 仮定) (VB) -QB=C(VB-VA) 「孤立部分 ② 回路の電位を調べ, わからないところは仮定する。 孤立部分のすべての極板電荷を求め, 電荷保存の式を立てる。 3 ●回路の電位 原則 (i) 接地点を定め, 電位の基準 (電位0) とする。 (i) 一つながりの導線は同電位である。 素子の両端の電位差 (i) 電池正極側は負極側より電位がVだけ高い。 Q (Ⅱ) コンデンサー: 電荷が正の極板から負の極板の向きにだけ電位が下がる。 : () 抵抗 電流の向きに RI だけ電位が下がる (電圧降下)。 着眼点 コンデンサーにつながる抵抗 (十分に時間が経過した場合) 電流 は 0抵抗の両端は同電位 (1),(2) コンデンサー C1, C2は直列で,電 1/12cv-/12/cr 解説 気容量が等しいので,C1, C2 の電圧は 11 となる。 よって, 点Xの電位は, C2 の電圧と等し いから, 2=1/12/1 U₁² よって, 2 の電気量 Q2 Q2=(1/2)=1/2CV (3) 点Xの電位をV」 とすると, コンデンサー C2, C3のX側 の極板電荷の和が保存されることより, 11 0+12CV=C(Vi-V)+CV よって, Vi=201 (4) スイッチ S1 を閉じる前, コンデンサーCのX側の極 板電荷は12CV, C2のX側の極板電荷は 12 CV である。 よって、点Xの電位を2 とすると, 電荷保存の法則より、 -1/12CV+242CV=C(u2-V) + Cu 5 8 (5) スイッチ S1, S2 を開閉しても変化しないことから, S1, よって, u2= V S2を同時に閉じた場合と同じ状態になる。 点Xの電位を V とすると,電荷保存の法則より、 0=C(V-V) +C (V-V) + CV よって、a=2 3 (1) 2/1/201 V (2) 12/2CV (3) 2 200 31 ト ¹-CV C(V-V) -C(V-V) (V) (V.) 2CV1 T-CV₁ T-i/cr -CV 2 G (0) G (0) -C(M2-V) C(M2-V) (V) (V) 2 (5) V 3 .X (u) _Cu FCM2 DE CV- G (0) CV. G(0) (V) 19. 電場 コンデンサー 163 第4章 電気と随気

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化学 高校生

386Cまでは求められたのですがなぜ386C×2をしないのでしょうか? 私の考えだと386Cは銅の電気量で式で銅に×1/2しているので電子は2molなので×2しないといけないのかなと考えました。語彙力なくてすみません。その後900-386をしているので並列回路なので引くのは... 続きを読む

発展例題22 並列回路による電気分解 2421 硫酸銅(ⅡI)水溶液の入った電解槽Aと,希硫酸の入った電 解槽Bに, それぞれ白金電極を浸し, 図のように並列につ ないで500mAの電流を30分間流した。 このとき,電解槽 Aの陰極の質量が0.127g増加した。 電解槽Bの両極で発 生した気体は, 0℃, 1.013×105Paで何mL か。 ただし, LINE 電気分解によって発生する気体の水への溶解は無視してよ い。 考え方 並列回路では,電解槽AとB を流れた電気量の和が回路全 体を流れた電気量である。 電 解槽Aの陰極では銅が析出 する。 Cu2+ +2e- - Cu また,電解槽Bでは, 酸素と 水素が発生する。 2H2O → O2+4H + + 4e- 2H++2e¯ H2 172 1 2 解答 回路全体を流れた電気量は 0.500A×(60×30)s=900C・・・① 一方、電解槽Aの陰極では, 1mol の電子に相当する電気量 (9.65×10C) で 1/2molの銅が析出するので、流れた電気量を x [C] とすると, 63.5g/mol× -=0.127g x=386C・・・ ② 電解槽B では, 9.65×104C で 1/4molの酸素と1/2mol の水素 が発生し, 流れた電気量は①-②なので, R 22.4×103mL/mol× × 問題 305-306 電流計 可変抵抗 A q x [C] 9.65×10C/mol B H₂SO4 CENT POS <(1/1/+/)×1 900-3860. 9.65×104. mol = mol=89.5mL

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化学 高校生

(3)なのですが、0.003molまでは求めることが出来ました。 ですが電気量を求めるのにファラデー定数とかける際、なぜ4をかけているのかが分かりません わかる方いらっしゃいましたら教えていただきたいです

応用例題 34 電解槽の並列連結 電解槽Aには硫酸銅(ⅡI)水溶液を, 電解槽Bには硝酸銀水溶液を入れ た。電解槽Aと電解槽Bを図のように並列につないで白金 電極を使って電気分解を行った。 電流計の読みが 0.400A の一定値になるように調節しな がら, 64分20秒間電流を通じたところ, 電解槽Aの陽極 で発生した気体は, 標準状態で 67.2mLであった。 Ag = 108, ファラデー定数 = 9.65×104C/mol とする。 (1) 流れた全電気量は何Cか。 (2)電解槽Aの陽極での反応を, e を含むイオン反応式で 表せ。 (3) 電解槽Aに流れた電気量は何Cか。 (4) 電解槽Bに流れた電気量は何Cか。 (5) 電解槽Bの陰極には何が何g生じたか。 指針 電解槽A [陽極] 2H2O [陰極] Cu²+ + 2e¯ 電解槽B [陽極] 2H2O O2 + 4H+ + 4e Cu O2 + 4H+ + 4e¯ → 解答 (1) Q [C] = i [A]xt [s] より, 17 Pt 67.2mL 22.4×10mL/mol A 硫酸銅(II)水溶液 [陰極] Ag+ + e. Ag (4) 電解槽を並列につないだ場合,回路全体を流れた電気量は,各電解槽に流れた電 気量の総和である。 B Pt IPtI 硝酸銀水溶液 0.400AX (64×60+20)s = 1.544×10°C≒1.54×10°C 答 ( 2 ) 2H2O • O2 + 4H+ + 4e¯ (3) (2) より,電解槽Aの陽極では, e 4molが流れると, O21mol が発生することが わかる。 O2 が標準状態で67.2mL, すなわち なんでかける? -=3.00×10-3 mol 発生したので, 流れた電気量は, (1) より (3) より (5) 電解槽Bの陰極の反応は, Ag+ + e → Ag e1mol により Ag 1mol が析出する。電解槽Bに流れた電子は 386 C 9.65 ×10°C/mol×300×10-mol×4=1.158×10°C≒1.16×10°C 圏 (4)電解槽Bに流れた電気量は,回路全体を流れた電気量から電解槽Aを流れた電気 量を引いたものに等しい。 したがって, 1.544×10°C-1.158×10°C=386C ≒3.9 × 10°C 答 9.65×10°C/mol=4.00×10-mol であるから, 108g/mol×4.00×10-mol = 0.432g = 0.43gの銀 Ag が生じる。 圏

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