何から考え出せば良いのかがわかりません、ヒントをいただけませんか🤔

B A 図3のように、真空中に2つの極板(面積4) E を距離dだけ離して平行に向かい合わせたもの を平行板コンデンサーという。極板の端の影響 が無視できるとき、このコンデンサーの静電容 量Cは C-4 d で与えられる。今、極板間の電場Eが一様であ ると仮定して、式(a)を導け。式(a)を導く過程 で、必要ならば極板上の面電荷密度をgを使っ てよい。真空の誘電率は&。である。 x XB d XA 図3

教えてください(＞人＜;) 次に以降がわからないです・

(i) 図2に示すように、真空中に置かれた2枚の平行金属板 A, Bからなる平行 CI(解答群) 板コンデンサーと起電力 V。 の直流電源,抵抗値Rの抵抗,さらにもう一つの VQ d V.Q (イ) 2d 2V,Q (ウ) d 電気容量 C, のコンデンサー(以下 C, とよぶ)からなる回路がある。平行板コ ンデンサーの極板 AB 間の距離はdである。 ただし, 最初の状態では平行板 () VQ VQ (オ) 2 カ) 2V,Q コンデンサーならびに C」 に電荷は蓄えられておらず、 スイッチS,と S,は開 いているものとする。 (の) 2V。 2Q (ケ) V。 S」 R V。 (サ) 2 ) 2V。 CVQ Q+ C,V。 Q (セ) Q+CV。 (CV.) (ソ) Q+ CV。 (ス) V,Q (タ) (Q+ C.Vo) CV3Q VQ (ツ) 2(Q+ C,V.)* (チ) d (Q+ C,V.)? GVGQ 2(Q+ C,V) A (テ) (ト)コンデンサーC (け)抵抗 (=) 平行板コンデンサー (ス)内部エネルギー (ネ)摩擦熱 図2 の)ジュール熱 ) 増加している (E) 減少している S;は開いたまま, S, を閉じ,じゅうぶん時間が経過した状態で,極板 Aに は-Q(Q>0),極板Bには +Qの電荷が蓄えられていた。この状態を状態 (7)変化せず等しい (a)とよぶ。このとき極板 AB間の電位差は であり、S」 を閉じてか ら状態(a)に達するまでの間に電池がした仕事は である。平行板コ ンデンサーがこの間に蓄えた静電エネルギーは である。 の差は,回路中の として消費された。 と で 次に,状態(a)から, S」 を開いたあと, S2 を閉じ,じゅうぶん時間が経過し たものとする。極板 AB からなる平行板コンデンサーに蓄えられている電気量 である。また, は であり,C」 に蓄えられている電気量は 平行板コンデンサーと C, に蓄えられている静電エネルギーは, それぞれ (10) である。先の状態 (α)で両コンテデンサーに蓄えられて と いる静電エネルギーの和は で与えられるが、 と (10) の和はこれと比較すると 0

電磁気学の分野なのですが、自分には難しくなかなか解く手が進みません💦 もしよろしければ解説して頂けるとありがたいです。よろしくお願いします！

機能,のそれぞれに関して簡潔に述べよ。また,電気容 【問2】(1) キャパシター(コンデンサー)とは何かを,①構造, 量(静電容量)の定義を書け。 (2) O 誘電分極,②分極ベクトルP(電気分極),③電場 E と電束密度ID の関係,について簡潔に述べよ。 (3) ある平行板キャパシターの電気容量は 30 μF である。このキャパシターの極板の間に,ソーダガラスを隙間なく挿入し た。電気容量はいくらになるか(ソーダガラスの室温における比誘電率については書籍やインターネットから調べよ)。 (4) キャパシターには加えることのできる限界の電圧があり,これをキャパシターの耐圧という。いま手元に耐圧 25 V,電 気容量 10 μF のキャパシターが数十個ある。これらを接続して,耐圧75 V, 電気容量 20 μF のキャパシターを作るには どのようにすればよいか。その方法と考え方を述べよ。 (5) 極板間が真空のキャパシタがあり,この極板間の電位差が 10 V になるまで電荷を蓄えさせた。この状態で,ある物質を 極板間に隙間なく充填したのち,極板間の電位差を測定すると 3.5 V になっていた。充填した物質の比誘電率を求めよ。

（2）の問題です。 解説の内容は理解できたんですけど、少し引っ掛かる部分があって…、AからPまでの真空部分は1／4dなのでV＝EdでEは一様な電場だから電位Vも1／4d にならないですか？この考え方だとB地点でVが0になってないしおかしいのは分かってるんですけど考え方として... 続きを読む

80 間隔dだけ離れた極板A, Bからなる電気容 量Cの平行板コンデンサー, 起電力Vの電池と スッチ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。 (1) コンデンサーに蓄えられた電気量はいくらか。 A キ4 'B 図1 次に,スイッチSは閉じたまま, 厚さ号の金 A V P 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。 このときの極板Aから極板B までの電位の 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'はいくらか。 (5) Pを取り去るときに外力のした仕事 W はいくらか。 に必 (愛知工大+静岡大) の。 の

極板の左半分と右半分が並列接続されたものと考える。 左半分の電気容量は〜、右半分の電気容量は〜。 よって2つの合成容量は〜。 みたいな解答ではだめですか？？

図2のように,極板間の下半分を誘電体で満たし, その誘電体の上面を厚さの無視 4. 誘電体の挿入 極板間が空気で, 電気 容量 C(F)の平行板コンデンサーに, 電圧 V Wの電池をつなぎ,図のように, 比誘電率 5の話電体を極板間に挿入する。次の(1), のの場合において、コンデンサーにたくわ えられる電気量はいくらか。 ント (1) 誘電体の入っている部分と,入っていない部分が並列に接続されてい O0 金属板 誘電体 V[V] 誘電体 図2 図1 できる金属板で覆った場合。 える。

(2)はなぜb向きなんですか？？

457. 電気量の変化 図のように,極板の間隔がdで,電 気容量が3.0×10-8Fの平行板コンデンサーに, 10Vの電 池を接続する。Oは検流計である。 次の各間に答えよ。 (1) コンデンサーにたくわえられる電荷はいくらか。 (2) 電池を接続したまま極板の間隔を3dに広げた。こ のとき, 検流計を何Cの正電荷がどちら向きに移動する か。向きは図の a, bの記号を用いて答えよ。 ヒント(2) このとき, 極板にたくわえられる電気量は減少する。 a b 10V 3.0×10°F 例題の)

電子がマイナスからプラスに流れるのに、なぜこれは正電荷がマイナスからプラスに流れてるんですか？

a 457.電気量の変化● 図のように,極板の間隔がdで,電 気容量が3.0×10-8F の平行板コンデンサーに, 10Vの電 池を接続する。①は検流計である。次の各問に答えよ。 (1) コンデンサーにたくわえられる電荷はいくらか。 (2) 電池を接続したまま極板の間隔を3dに広げた。こ のとき, 検流計を何Cの正電荷がどちら向きに移動する か。向きは図のa, bの記号を用いて答えよ。 ヒント(2) このとき, 極板にたくわえられる電気量は減少する。 b← 10V 3.0×10°F 例題0

(2)がわかりません。

104 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1[m]の正方形で, 極板間隔はd[m]であ る。極板間は真空で,電場(電界)は一様とし, 真空の誘電率を eo[F/m]とする。 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) A B d] 図1 +Q A X B d -Q であり,真空部分の電気容量は [F]だ 図2 から,全体での電気容量は [F]となる。

光線3の意味が分かりません。どなたか教えていただけませんか？あとなぜ焦点が2つあるのかも

光線1の逆行(光線はもときた道を戻ることもでき Story ( レンズの3種の基本光線と像 凸(凹)レンズは、プリズムの集合体とみなすことができたね。 >. て,中心軸と平行な光は焦点Fへ集まる(Fから広がる)。そのし O れらを(3種の基本光線〉 とよぶよ。 (1) 凸レンズ (i) カメラ型(a>f) 作図 スクリーン 光線1 P 光線2 fF-b-f~Q' 光軸 F 中心 レンズを通るすべて の光が実際に集中し て光る像(実像) 光線3 図5 凸レンズの(3種の基本光線〉を押さえよ。 光線1| 光軸と平行な光は屈折して焦点F を通る (焦点の定義そのものだね) 光線2| 中心を通る光はそのまま直進する (中心は平行板ガラス状態なので直進させるよ) 光線3 焦点Fを通った光は屈折して光軸に平行に進む 光線1|」の逆行(光線はもときた道を戻ることもでき るんだ))

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