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数学 高校生

物理 コンデンサーについての質問です (2)C2に蓄えられた電気量は3.0CVでC2を通った後の電位は0だからその後に回路を繋ぐと(1)と同じようにC1、C2に電荷が貯まっていくので (充電したときの電気量)+((1)の電気量) となると考えたんですがなぜ駄目... 続きを読む

29 問題 認問題 26) 5-3に対応 という ずつ, 板A, Bからなる電気容量C[F]のコンデンサーC,と, 板C. Dからなる電気容量2C(F] のコンデンサー C。 起電力3V[V]の電源につないだ, 右図のような回路 3V ある。次の各問いに答えよ。 (1) Ci, C2に電荷が蓄えられていない状態でス イッチを入れた。しばらく経ったときにC, Cに蓄えられる電気量Q, Qをそれぞれ求めよ。 (2) C。のみ1.5V[V]の電源につないで充電した(極板Cに正電荷, Dに負 電荷が蓄えられた)。その後, 上図の回路のようにつなぎ, スイッチ を入れた。しばらく経ったときにC,, Cgに蓄えられる電気量Q, Q. をそれぞれ求めよ。 Ci C2 2C (3) Cgのみ4.5V[V]の電源につないで充電した(極板Cに正電荷, Dに負 電荷が蓄えられた)。その後, 上図の回路のようにつなぎ, スイッチ を入れた。しばらく経ったときにCi, C2に蓄えられる電気量Q, Q. をそれぞれ求めよ。 す。極 こいま 趣 司じ回路で,コンデンサーが充電されているときと, されていないときを比べる 問題です。 2=CV, 電圧1周0ルール, “独立部分の電気量の総和が不変" の3つを使って いきましょう。 O+ 一組みを (1) C, Caにかかる電圧をそれぞれ Vi, V2 ゃんと 解しなき AE 0+ V2 2C とすると Q=CV Q2=2CV2 回路1周の電位の変化は0なので(電圧1周0ルール) ………A+ =A8 ここで極板B, Cのところは, 回路から独立しています。 もともとコンデンサーは充電されていなかったので “独立部分の電気量の総和が不変”であることより 2

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物理 高校生

106(オ)がわからないです

(2)図の最初の状態にもどる。すなわち,各スイッチは開いており、 (4)各コンデンサーの耐電圧(耐えられる電圧の限界)がすべて 45Vであるとき,合成コンデ C, Dの電位はそれぞれ Va=V(V), Va=Dオコ×V[V). [V/m]である。導体板 A, B, C, D間に蓄積されている静電エ 図1のように、十分に広い面積Sをもった平行板コンデンサーにおいて, 左側の極板Aは この状態でスイッチ S.のみを閉じた。このとき, 専体板A, B, どの導体板にも電荷は蓄えられていない。次の2つの操作後の結果を比較しよう。 d(m)、2d (m), 3d[m) とする。ここで, dは導体板の辺の長さ aと比較して十分小さいと する。国中のS,Sa. Siはスイッチを表している。 電源Vは電圧「V[V) の直流電源であり。 操作a):スイッチ S」を閉じ,しばらくしてスイッチ S,を開く。 それからスイッチS.を る文章を解答群から選べ。ただし、 数式は C, V、 dのうち必要なものを用いて答えよ。 2つの導体板 A, Bを平行板コンデンサーとみなしたときの電気容量を CIF) とする。 導体板Dは電源の負極とともに接地されている(接地点の電位を基準V とする。 また。 84 コンデンサー 85 標準間■ A つり最初の状態ではどの事体数にも電荷は書えられていたい。 °104.(コンデンサーの合成容量) 6.0Vの直流電源Eと,電気容量がそれぞれ 3.0μF, 1.5μF, 2,0μF, 2.0μFの4つのコンデンサー Ci, Ca, Cs, C4を図のように 接続し、十分に時間を経過させた。各コンデンサーは,接続する前 は電荷をもっていなかったものとして,次の問いに答えよ。 (1) 4つのコンデンサーの合成容量 C [uF] を求めよ。 (2)各コンデンサーに加わる電圧 Vi. Vz, Vs, Va [V), および蓄えら れた電気量Q,Q, Q, Q [C] を求めよ。 (3) 各コンデンサーに蓄えられた静電エネルギーの合計び [J] を求めよ。 C C。 S」 し ×V (VJ, Vo=UV である。導体板BとCの向かい合 C。 れらの間の空間に発生する電場は図で右向き, その強きは AB C E ネルギーの合計はオ|×CV2[J] である。 通体所の間属は拡大して かいてある ンサーとしての耐電圧 Vimax (V] を求めよ。 105.(ばね付きコンデンサー) (10 群馬大) 閉じる。 固定されているが、右側の極板Bは壁に固定されているばね (ばね定数k)につながカて。 て、Aに平行なまま動くことができる。極板が帯電していないとき, ばねは自然の長さのい 態にあり,極板間の距離はdであった。次に,図2のように,極板Aに正, 極板Bに自の筆 荷を徐々に帯電させるとばねは徐々に伸び,最終的に極板Aに +Q, 極板Bに -Qの雷益た 帯電させたところ, ばねの伸びが 4d (Ad <d), 極板問距離がd-ddとなったところでつり あった。真空の誘電率を Eo, 空気の比誘電率を1とする。また, ばねおよび壁の帯電, 重力 の影響はないものとする。次の問いに答えよ。ただし, (2)~~(5)は, Eo, d, k, Q, Sの中から 必要なものを用いて解答せよ。 (1) 電気力線のようすを図3に矢印で表せ。 極板間の電場の強さEを求めよ。 極板Bにはたらく電気的な力Fを求めよ。 (4) dd を求めよ。 (5) 極板間の電位差Vを求めよ。 ここで、極板Bを固定し、極板Aに +Q. 極板Bに -Qの電荷 を帯電させたまま、極板間に、比誘電率2の誘電体を図4のよう にゆっくりと差しこんだ。 6 このときの電気力線のようすを図4に矢印で表せ。 (7) Bにはたらく電気的な力は,(3)と比べてどうなるか。 を開く。 初めに操作(a)による結果を考察する。操作終了後,導体板CとDの間の電場の強さは 一カ(V/m] であり,導体板Aの電位は Via=Lキ ×V(V) である。このとき、毒体 新間全体に蓄積された静電エネルギーは,(1)のエネルギーの値オ×CV?[J) の ク]番 である。 一方,操作(b)の場合, 操作終了後に導体板AとBの同に発生する電場の強さはケ (V/m] であり, 導体板Aに蓄えられた電気量は Q=D■コ C) である。 また、事体板 A Bの電位はそれぞれ VAb= サ×1/[V), Vias=■シ×1/(V) となる。この場合、毒 体板間全体に蓄積された静電エネルギーは, (1)のエネルギーの値閉×CV*(J]の ス] 倍である。 したがって、2つの操作後の結果を比較すると次のようなことがわかる。 スイッチS。 を閉じると導体板 B, C間に発生していた電場が消失するので, スイッチを開じた直後。 その分の静電エネルギーが減少する。このとき、 セ」ということがいえる。 (2)の(b)の操作後,しばらくしてスイッチS:を開き、それからスイッチS,を開じた。この とき,導体板Cの電位は V%=[ ソ×1/[V] で, 導体板BとDに蓄えられている電気量 (絶対値)はそれぞれタ×0,[C). 「 チ]×Q&(C) となる。ここで、 &はこのコ(C である。 |セの解答群 3- d-dd- B A B otinl Foom P00000 +Q-91 図1 図2 -Q +Q 図3 +Q *106.(4枚の導体板によるコンデンサー回路) (15 広島市大 改) 図4 (a), (b)で等しくなる 間の静電エネルギーに加算される (14 東京理大改) s」a 51

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化学 高校生

1の(5)(6)2の(4)解説が欲しいです 休み明けテストなので至急お願いしますm(_ _)m

1. 物質を構成する、化学的に分解できる最小粒子を原子と いう。 右の図は1) 電荷を帯びたA格があり、その周囲にB 十がある。 A は正電荷を帯びたC陽12個と電荷を帯びていない DPE2個からなっていて、Cの数とBの数は同じである。 この原子の大きさ(図x)は約 0.3nm である。 原子核を1円硬貨のサイズに例えると、電子は(s). A 原子の模式図である。中心部には正の C B 離 x れたところにある 0-5mm (1)この模式図は何原子か、元素記号で答えよ (2) 下線ABCDに適する語句を答えよ 3 3 の 10°(十億) Dメートル (3)下線 nm の読み方をカタカナで書け 03入m ② 10° (千) ③ 10°(百万) cm である。 (4) 1m は何nm か、 102(兆) 0 10°(百) Lm 1形か が 1円硬貨のサイズは、 電子は1円硬貨からどのくらいの距離にあることになるか 3 10m 0.3 ④ 1km 6 100km 0 10cm 1m (7) 次のうち、正しいものをすべて答えよ ② 35㎝L =D 350mL 1MB = 1000GB ① 1dL = 100mL の 10um = 0.01mm 2. 下線に適する数を答えよ。必要なら、原子番号は下記周期表を参考にせよ ()HA1原子には、陽子が」了 個、中性子が「個、電子が」く個ある。 個ある。 (2) 37C1原子には、陽子が_「個、中性子が20個、電子が (3) H:O 分子には、陽子が[0個、 電子が|U個ある。 14 Ca'*には、 陽子が 個、電子が」 個ある。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16|17 18 11 H He 2 Li Be B C N 0 F Ne 3 Na Mg Al Si P S CI Ar 4 K Ca Sc| Ti V Cr Mn Fe | Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb|Te 1I Xe 6 Cs | Ba Hf| Ta W Re Os Ir Pt|Au Hg|TI Pb Bi Po At Rn

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物理 高校生

(5)です エネルギーを求めるのに、なぜW=qVの仕事の公式が出てくるのですか?

図は荷電粒子を磁場の中で円運動を行わせながらくり返し加速する サイクロトロンの原理を示すものである。左右の半円筒形の電極 (ディーという)は内 部が中空になっており, ディーの部分には紙面に垂直に表から裏の向きに磁束密度Bの T60 277. 加速器 サイクロトロンの原理を示すものである。左石の円荷形の電極(ディーといする 部が中空になっており, ディーの部分には紙面に垂直に表から裏の向きに磁東を内 一様な磁場が与えられている。 質量 m, 電荷qの荷電粒子はデ ィーの内部では円運動を行い,ディーの間隙を通過するときだ)) け高周波電圧により加速される。初め粒子は, ディーおよび磁 / 場に垂直に速さゅで入射し, 図のような軌道を描いた。 (1)図の荷電粒子の電荷は正, 負のどちらか。ケ中 (2) 粒子が磁場から受ける力の大きさFを求めよ。 (3) 粒子が描く円軌道の半径 ro を求めよ。 (4) 粒子が初め,ディーの中を半周するのにかかる時間を求めよ。 高周波電圧の周期は粒子の円運動の周期に等しいように設計され,粒子が効率的に加 速されるようになっている。粒子は速さ voでディーを垂直に飛び出した。ディーの間 隙で加速された粒子は, 隣のディーの中でより大きな円軌道を描く。 (5) 粒子が間隙を通過する間, 2つのディーの間の電位差を一定とみなしこれをVとす る。間隙を通過するとき粒子が得るエネルギーを求めよ。また, 速さ voでディーを 垂直に飛び出した粒子が隣のディーに進入する際の速さひと新たな円運動の半径r を求めよ。 B B 少先 高周波電圧 A0SJF > 274

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