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物理 高校生

キの問題なんですが、電位は無限遠基準で金属球内部では電位が等しいからbじゃなくてc点での電位を考えるべきだと思ったんですが答えはbでした。教えて欲しいです

W 86 13 静電気力と電場 105.〈帯電した導体がつくる電場〉 次の文中の に適切な数式または数値を入れよ。 ただし, 数式は, ko, a, bxQq のうち必要なものを用いて答えよ。 ガウスの法則によると, 任意の閉曲 面を貫く電気力線の密度は電場の強さ に等しい。 例えば, 真空中で点電荷を 中心とする半径rの球面を仮定して考 えれば,点電荷から出る電気力線の本 数を球の表面積でわった値が球面にお ける電場の強さとなる。 そのため,電 金属球 M Q -a- 図1 なぜここ電場ない 金属球殻 N Q 図2 0,0 N M 図3 気量g (g>0) の点電荷から出る電気力線の本数nは,真空中でのクーロンの法則の比例定数 ko を用いて, n=アと書ける。 図1のように,真空中に半径αの金属球Mがあり, Q(Q>0) の電気量をもつように帯電さ せた。金属球Mの中心Oから距離xだけ離れた点における電場の強さE,電位Vについて考 える。 ただし, 電位Vは無限遠方を基準とする。 xa のときは,金属球Mから出る電気力線は金属球Mの中心から放射状に広がると考 えられるため、電場の強さEは,E=イとわかる。 また、 その点の電位Vは, V=ウである。 また, x<a のときは,導体内部の電位は導体表面の電位と等しく, 導体内部に電気力線 が生じないことから,E= エ,V=オとなる。 図2のように,内半径 6, 外半径cの金属球殻Nがあり, -Qの電気量をもつように帯電 させた。このとき, 金属球殻Nが球殻内部の真空の空間につくる電場は,内部に発生する電 気力線のようすを考えると0である。 次に,図3のように, 真空中で, 金属球殻Nで金属球Mを囲い, 金属球殻Nの中心 O' が金 属球Mの中心Oに一致するように配置した。 ただし, a<b<c であり,金属球Mの電気量は Q,金属球殻Nの電気量はQのままであるとする。 このとき, 中心Oから距離 x(a<x<b) だけ離れた点における電場の強さ E' は,金属球 M, 金属球殻Nがそれぞれ単 独でつくる電場を足しあわせた合成電場の強さであるので,E'=カである。また,金 属球殻Nに対する金属球Mの電位 VNM は,金属球殻Nの内部には電気力線は生じないので VNM=キである。 金属球Mと金属球殻Nは,電位差 VNM を与えればQ の電気量が蓄えられるコンデンサー とみなすことができる。このコンデンサーの電気容量Cは,C 無限基準やから である。 Cとこの電位が のものとこの電位じゃないん? [20 関西大 ] 秘解

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理科 中学生

ワークシートの結果からわかったこととそのように考えた理由のとこがわからないです教えてください。

的 実験 廃液処理] 酸とアルカリを混ぜたときの変化 水酸化ナトリウム水溶液に塩酸を加えたときの水溶液の性質の変化と、そのときにできる物質を調べる。 薬品 2.5%塩酸、 2.5% 水酸化ナトリウム水溶液、フェノールフタレイン溶液 器具 メスシリンダー、ビーカー (100cm²) (2) こまごめピペット、スライドガラス、ガラス棒、顕微鏡(または双眼実体顕微鏡) 物 その他 保護眼鏡 そうがん ステップ 1 酸の水溶液とアルカリの水溶液を混ぜる ぼう ① メスシリンダーで、水酸化ナトリウム 水溶液10cm²をはかりとり、ビー カーに入れる。これにフェノールフタ レイン溶液を2、3滴加える。 ①の水溶液に塩 酸を少しずつ注意 深く、 液の赤色が 消えるまで加える。 ガラス棒 水溶液が皮膚につかないよう に注意する。 また、 目に入ら ないように必ず保護眼鏡をか け を行う。 フェノール フタレイン溶液 2、3滴 -塩酸 水酸化ナトリウム 水溶液10cm² フェノール フタレイン ポイント 赤色が消えそうになったら、 塩酸を1滴加えるたびにか き混ぜて色を確かめ、 塩酸 を加えすぎないようにする。 ステップ 2 じょうはつ 混ぜた水溶液の水を蒸発させる 赤色が消えたら、 水溶液の一部 をスライドガラスにとり、水を 蒸発させ、とけている物質が出 はじめたら、顕微鏡で観察する。 ガラス棒 けんびきょう 水を蒸発させる ICTでトライ 物質 Im Hot 酸・アルカリと塩 1. 塩酸を加えていったとき、①の水溶液の色はどのように変化したか。 2.水溶液の赤色が消えた後、 水を蒸発させると、どのようなものが出てきたか。 1.水溶液の色の変化から、 アルカリの性質は酸によってどうなったと考えられるか。 2.水酸化ナトリウム水溶液と塩酸を混ぜてできた物質は何だと考えられるか。 探究のふり返り さつえい 出てきた物質を顕微鏡などで観察し、 写真で撮影しておくと、後から確認 できる。 1. 実験結果とその考察から、マグネシウムリボンを入れた酸性の水溶液にアルカリ性の水溶液を混 ぜると、どうして水素の発生が弱まるのかわかったか。 ぎもん 2. まだ疑問として残っていることや、 もっと知りたいこと、 新たな課題はあるか。 153

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