共通テスト過去問2021第1日程の問題についてです。 11番のコンデンサーに蓄えられた電気量の求め方がよく分かりません。教えて欲しいですです。

8 毎日1180S 第2問 次の文章 (A・B) を読み, 下の問い (問1~6) に答えよ。 (配点25) 本 ページの①~④のうち A 図1のように,抵抗値が10Ωと20Ωの抵抗,抵抗値 R を自由に変えられる 可変抵抗,電気容量が0.10Fのコンデンサー, スイッチおよび電圧が6.0V の 直流電源からなる回路がある。 最初, スイッチは開いており, コンデンサーは売 電されていないとする。 止していた。 にして すると10Ωまゆ20Ω まった。また、都内 0.10F わった。 20Ω R いる。ここ P. スイッチ 6.0 V 図 1 変 On 武 あ 理想 Low または La A A

この問題では、プラスの電荷が動いていると考えれば良いのですか？それともマイナスの電荷が動いてると考えれば良いのですか？ また、マイナスの電荷が動いていると考えるのは光電効果と化学の電気分解、電池のところぐらいでしょうか？

~14 静電気 接地した金属板Gの上に, はく検電器があ る。 検電器の金属板をX, 金属棒をR, 金属 はくをLとする。 Rは絶縁物によってガラス 容器に支えられている。 次のA, B2 つの場合 について答えよ。 ただし, 帯電はX,L,G, Y で起こるものとする。 Aはじめ,検電器は帯電しておらず,Lは 閉じている。 スイッチSを開きXと同じ形 の金属板Yを正に帯電させ,これを絶縁棒 AW L R Y X で支えてXの真上の遠くからゆっくりとXの十分近くまで近づけた。 (1) この過程で,はくLはどのようなふるまいをするか。 20字程度 で答えよ。 次に,Sを閉じてRとGを導線で結ぶと, はくLはどうなるか。 D 続いてSを開き,Yをゆっくりと十分遠くに離す。 Lはどのよ うなふるまいをするか。 20字程度で答えよ。 B はじめ, Sを開き, ある電荷を検電器に与えてLを開かせる (状 態I)。 そして、正に帯電したYを遠くから Xの十分近くまで近づけ たこのYの移動に伴いLは開きが次第に小さくなり,いったん閉 じた後、再び開いた(状態ⅡI)。 はじめの検電器の電荷は正か負か。 また, 状態ⅡIでのX, L. Gの電荷の正, 0, 負を答えよ。 Vo 状態ⅡでのY, X, L, Gの電位をそれぞれ Vy, Vx, VL, Vc とす るとき,これらの大小の関係を不等式や等式で表せ。 続いて, Sを一度閉じてから再び開く。 そして, Yを十分遠く に離す。このときLは開いているか閉じているか。 もし開いて いるなら,その開きは状態Ⅰに比べてどうなっているか。 (センター試験+福井大)

電磁気学Iです。10の問題なのですが、答えでなぜa'からb'の電位差から求めているのかが分かりません。a'からなのは分かるのですが、b'までなのはどうしてですか？

問題 4 図のように、 内半径αと外半径αを持つ導体球殻 (α' > α) と、 内半径と外半径が を持つ導体球殻 (b' b) が真空中に置かれている。2つの球殻の中心は一致してい る。 内側と外側の球殻には、それぞれ、電荷 Qa, Q が与えられている。 球殻は導体 であるので、電荷はその内部には存在しない。 内側の球殻に関しては、この状態で は、内面に電荷はなく、 Q は全て外面に分布している。系の対称性から、 電場、 静 電位は中心からの距離rのみの関数であり、 それぞれ、 E(r), Φ(r) と表記する。 ま また、無限遠方での静電位は0とする。 このとき、 以下の問いに答えなさい。 4-1) a' <r < b(2つの球殻の間) での E(r) を示しなさい。 a' + But 4-2) b <r<b (外側球殻の内部) であるような半径の仮想球の内部に含まれる電荷 Q' を示しなさい。 また、外側 球殻の内面に生じている電荷 Q61、 外面に生じている電荷 962 も示しなさい。 4-3) r>b (外側球殻の外部) での E (r) を示しなさい。 440≤r の範囲で、 横軸がr、 縦軸が電場E(r) のグラフを書きなさい。 極大点の値やの依存性などは適宜 記入して、解答の意図を明確にすること。 4-5)rb (外部球殻の外側)でのΦ(r) を示しなさい。 4-6) br<b' (外側球殻の内部) でのΦ(r) を示しなさい。 4-7) a' <r <b(2つの球殻の間)でのé(r) を示しなさい。 480 の範囲で、 横軸r、 縦軸 é(r) のグラフを書きなさい。 極大点の値やの依存性などは適宜記入して、 解答の意図を明確にすること。 4-9)2つの球殻の間の静電容量 C を求めよ。 4-10) この状態から、外側の球殻を接地した。 この時の2つの球殻の間の静電容量 C を求めよ。

接地はこの問題でどんな意味のあるものですか？ 点A、点Bの電位を求める問題

E 吉 D R (接地) A B

電圧降下についてです。(２)の解説がよく分かりません。キルヒホッフ第2法則とは違うような気がしますがどういうことでしょうか？V1とV２を求めるところまでは分かります。最後の二文を教えてください🙏

432 電圧降下と電位 電圧計に直列に接続する (A), BF (A). Ab 2491-9 w 「考え方 (1) スイッチを開いているとき, 回路には電流が流れないので, 抵抗での電圧降下はない (2) スイッチを閉じているとき、回路には電流が流れるので,抵抗での電圧降下を考慮する必要がある。 (1) スイッチを開いているとき, 回路には電流が流れないので, 抵抗で の電圧降下はなく,抵抗の両端は等電位である。よって, 点 A,BのAED 電位は接地部分と等しく0Vである。 点Cの電位は,点Aの電位よ りも電池の起電力の分 (6.0V) だけ低いので, -6.0Vである。 注意 基準 (OV) のと TOROLA 答点A… 0V, 点 B 0V, 点C -6.0V (2) スイッチを閉じているとき, 回路を流れ 6.0 V り方によっては、電位は 負になることもある。 I る電流をI〔A〕 とすると, C 6.0= (10+20) よって, I = 0.20A V1V2- , これより, 10 Ω 20Ωの抵抗での電圧降 10Ω 下V1[V], V2 〔V〕は, RALC A 200 B OV Vi=10×0.20=2.0V, V2=20×0.20=4.0V 点Aの電位は接地部分よりも V1 だけ高いので, 2.0Vである。 点B,Cの電位は接地部分よりも V2 だけ低いので, -4.0Vである。スイッチを閉じると, 四点A... 2.0V, 点 B-4.0V, 点 C-4.0 V 点 B, Cは等電位になる。

107番についてです (2)まで正解です (3)以降で自分が書いてることのうち何を間違えているのか指摘してほしいです 習っている先生が合成容量を使わない方針なので、その方針で指摘していただけると助かります

72 た。極板間の電場,電位差,静電エネルギーはそれぞれ何倍になるか。 (センター試験 + 福岡大) XX (4)(3)に続いて、極板と同形で厚さd.比誘電率2の誘電体を極板間に 入れた。 極板間の電位差 V, を Vo で表せ。X 3/16 100 間隔 だけ離れた極板 A,Bからなる電気容 4305/1 量Cの平行板コンデンサー, 起電力 V の電池と スイッチSからなる図1のような回路がある。 まず, スイッチSを閉じた。 A V B 図1 ○○(1) コンデンサーに蓄えられた電気量はいくらか。 (2) このときの極板Aから極板Bまでの電位の 次に,スイッチSは閉じたまま、厚さの金 属板Pを図2のように極板 A, B に平行に極板 間の中央に挿入した。 A V P B 図2 変化の様子を極板Aからの距離を横軸としてグラフに描け。 (3)また,このとき極板Aに蓄えられた電気量はいくらか。 (4)さらに,スイッチSを開いた後,金属板Pを取り去った。このと きの極板間の電位差 V' ばいくらか。 メト (5) Pを取り去るときに外力のした仕事 Wはいくらか。 6/19 X(3) C, にかかる電圧はいくらか。 _X (4) C2 に蓄えられる電気量はいくらか。 × (5) 抵抗Rで発生したジュール熱はいくらか。 108 起電力が V で内部抵抗の無視できる電池 E, 電気容量がCの平行板コンデンサーC, 抵抗値Rの抵抗R, およびスイッチSを接続 した回路がある。 G点は接地されており,そ の電位は0である。 はじめSは開いており, コンデンサーに電荷は蓄えられていない。 E 電磁気 73 (京都産大) R (a) まずSを閉じ, Cを充電する。 Sを閉じた瞬間に抵抗Rを流れる 電流は(1)である。 (b)Sを閉じてから十分に時間がたったとき,Cに蓄えられている静電 エネルギーは (2) である。またこの充電の過程で電池がした仕事 は(3)であり、抵抗Rで発生したジュール熱は(4)である。 (c)次に(b)の状態からSを開いた。最初Cの極板間隔はdであったが、 極板を平行に保ったままゆっくりと2dに広げた。このときA点の である。 また極板を広げるのに必要な仕事は(6) とされる。 電位は (5) であり,極板間に働く静電気力の大きさ(一定と考えてよい)は (7) (近畿大 + 防衛大) (愛知工大 + 静岡大) R S2 109 極板 A,Bからなるコンデンサーがあり [電荷 Q [C] が充電されている。 極板は一辺の長 さが〔m〕の正方形で,極板間隔はd[m] であ ある。 極板間は真空で, 電場 (電界) は一様とし、 真空の誘電率を co〔F/m〕 とする。 [+] [Q] -Q 図 1 +Q A 107 図はコンデンサー Ci, C2, C3 (電気 容量はそれぞれ C, 2C,3C) 電池 (起 電力V) およびスイッチ S. S2と抵抗R からなる回路である。 最初, スイッチは どちらも開いており、いずれのコンデン サーにも電荷はない。 I. まず, スイッチを閉じ, C, と C2 とを充電した。 _ (1) C, に蓄えられる電気量はいくらか。 (2) C2 にかかる電圧はいくらか。 Ⅱ.次にS」を開いてから,S2を閉じ、十分に時間がたった。 A,B間に, 図2のように誘電体を挿入する。 誘電体は一辺1 [m] の正方形で,厚さd[m] 比誘電率 e, である。 誘電体をx [m]だけ挿入し たとき, 誘電体部分の電気容量は (1) (F) であり,真空部分の電気容量は (2) [F]だ から,全体での電気容量は(3) [F] となる。 x -Q 図2 2.

V1=15 V2=10からSの方が10V高いとなるのはなぜですか？

No. Date V2′= 5C 類題6 図のように, 電気容量がそれぞれ 2.0μF 1.0μFのコンデンサー C1, C2 と, 2つの電源, 「スイッチ Si, S2を接続した。 まず, スイッ チS,のみを閉じ, PS間の電位差が10V に なるまでコンデンサー C を充電した。 S₁ 10V C= 25V S (1) C, P側の極板上の電気量 Q [C] を求めよ。 次に、スイッチSを開き、ふを閉じて初速で間の電位差が25Vに なるようにした。コンデンサーは、初め充電されていないものとする。 (2)SとTの電位はどちらが何V高いか。 ヒント S側の極板における電気量の保存を考える。初めにC.が電荷を蓄えているため、 148 第4編 第1章 電場 類6 Si +Qi 1 -Q₁ (1) 2.0×106×10 =2.0×105c (2)電位法 SI -Q 52 25V 2 電位25 -250 接地 電位しをおく T (2) C,C2は直列なので V1.+2=25-① エリアの電気量保存より -Q+0=-Q+(+2) -2.0×105=2.0×10レ!+1.0Mプレ -20 = -2v! + V₂ -② ①-② vi+V=25 -)2 + V² = -20 3ví vi ✓2 9 = 45 15 10 Sの方がLOV高い

(2)(b)で点Cが3Ｖなのは分かるのですが、なぜ点Ｂも3Ｖなんですか？I₂=0で電流流れてないのに？

VI 基本例題 81 ホイートストンブリッジ 416,417 解説動画 図のように抵抗を組み合わせたブリッジ回路がある。 抵抗値 R1, R2, Rg はそれぞれ2kΩ, 4kΩ 4kΩ である。 Gは検流計. Sはスイッチ, Rx は可変抵抗器の抵抗値である。 電池の起電 力は3Vで,内部抵抗は無視する。 (1)Sを閉じたとき,Gの針が振れないように Rx を調節した。 この抵抗値 Rx [kΩ] を求めよ。 (2)Sを開いたままにしたとき,次の (a), (b) の値を求めよ。 R1 R2 A S PAKR FK2 B (a) Rx の値を2kΩとしたときの点Bに対する点Aの電位 V[V] (b)可変抵抗器の抵抗が断線したときの点Bに対する点Aの電位 V' [V] 3V

物理基礎の質問です。「物体Bが受ける垂直抗力を求めよ。」という問題があったときに、N'=Mg +Nという立式になるらしいんですが、いまいちわかりません(力のつり合いの式だということはわかる)。物体Bが受ける垂直抗力だから物体Bに着目して、単にN'+Nの値を求めればokだと思... 続きを読む

A ng B Mg. IN N

ダイオードと豆電球の問題なのですが、Ⅲで答えがそのようになる理由がわからないので説明して頂きたいです。よろしくお願い致します。

第2問 ダイオードは,順方向に電圧を加えると, 流れる電流が電圧とともに急激に増大する特性をもつ。電球は,電圧 の上昇とともに熱としてエネルギーが失われるために、電圧とともに電流の上昇が徐々にゆるやかになる。電流と 電圧の特性が図2-1の曲線で表されるダイオード1個 (D)と、電流と電圧の特性が図2-1の曲線bで表され る特性の等しい電球 2個 (L, Lg)を, 図2-2のように起電力 V で内部抵抗が無視できる直流電源と接続した。 直流電源の電極側の点Bは接地した。 以下で、ダイオード、電球の抵抗値とは,それらの両端の電圧を,それら に流れている電流で割ったものとして定義する. I 図2-1に示す特性のダイオードと電球について以下の問いに答えよ。 (1) ダイオードの両端の電圧が0.70Vのときのダイオードの抵抗値はいくらか、 図2-1のグラフから読み 取った値を使って有効数字2桁で求めよ. (2)電圧が上昇するにつれて,ダイオードの抵抗値はどのように変化するか、以下の選択肢から選べ. (ア) 急激に増大する (イ) 急激に減少する (ウ) 変化しない (3)電球の両端の電圧が0.30Vのときの電球の抵抗値はいくらか。 図2-1のグラフから読み取った値を 使って有効数字2桁で求めよ. (4) 電圧が上昇するにつれて、 電球の抵抗値はどのように変化するか、以下の選択肢から選べ. (ア) 急激に増大する (イ) 急激に減少する (ウ) 変化しない -4- 九州工改題) 電流 [A] 3.0 2.0 1.0 Dale A. 0 1.0 0 0.5 電圧[V] 図2-1 直流電源 V [V] B L1 L2 図 2-2 -5- b 1.5 2.0 A 09 1124 D 076