20 コンデンサー
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20 コンデンサー
3枚の同形の極板L, M, N を平行に並べ、図
のように起電力 Vの2個の電池をつなぐ。極
板L,Nは間隔 2αを保って固定してあり, M
はL,Nと平行を保って移動できる。
LとNの中央を原点としてx軸をとり, M
の位置座標をx (-a<x<α) とする。
まず, 極板 M をx=0に置き スイッチSを
閉じる。このときのLM間および MN間の電
気容量をそれぞれC とする。 次に, Sを開い
た後,Mを位置xまで静かに移動させる。
(1)x = 0 で, 極板 M がもつ電荷 Q を求めよ。
L
Vo Vo
S
a
a
M
IN
x
(2) 位置xで, LM 間および MN 間の電気容量 C1 と C2 を求めよ。
(3) 位置 x で, 極板N のもつ電荷 Q を求め,これをx の関数とし
A
て図示せよ。
(4)アース電位を0として, 位置 xでのMの電位 VM を求め,これを
xの関数として図示せよ。
(5) 位置xでSを再び閉じる。 Sを通る電気量 (正とする) を求めよ。
またSを通る向きは上向きか下向きか。 必要があれば, x>0.
0 の場合に分けて答えよ。
(6)Mをx = 0 に戻し, Sを開く。 そして, Mを一定の速さで右
(東京大+慶應大)
動かす。 Nに流入する電流 I を求めよ。
Level (1),(2)(3)~(5)(6)★★
