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物理 高校生

この問題の⑶について質問です。解説を見ると,Q についての計算があったのですが,Sを開いたままなので,Qは変わらないのではないかと思いました。何でQについて計算しないといけないんですか?

20 コンデンサー 71 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)★★

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物理 高校生

無限遠基準で電位考えて、金属内部は電位等しいからc点での電位がbでの電位になると考えたんですけどこたえはbでした。なぜですか?

必解 86 105.〈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, b, x,Q 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 図 1 -a- なぜここ電場ない 金属球殻N 図2 0,0 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a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。 x≧a 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,'=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= である。 [20 関西大〕 無限遠基準やから 1Cのとこの電位が nbのとこの電位じゃないん?

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数学 高校生

(2)の問題の確率を求める式の意味と、青線部分が分かりません。(1)との解き方の違いは何なのかも含めて教えてもらえると嬉しいです。

特講 文字で表さ 188 思考プロセス 例題 232 回繰り返す事象の確率 n さいころを繰り返し回投げて,出た目の積を X とするとき, を求めよ。 (1)Xが4で割り切れる確率 見方を変える (1) Xが4で割り切れる 余事象 Xが4で割り切れない ESO (-1) 202 次の確率 (2)Xが6で割り切れる確率 121 A: 偶数の目が少なくとも2回出る 排反事象でなく B:4の目が少なくとも1回出る A: 偶数の目が1回も出ない 2または6の目が1回だけ出て, →B: 残りはすべて奇数の目が出る A∩Bも考えにくい 排反事象 余事象を考えると, 排反な事象に分けたり, A∩B を考えやすい事象に分けたりすることが できる場合がある。 Action» 「積がある自然数で割り切れる」 確率は,余事象を考えよ 解 (1) 余事象 「Xが4で割り切れない」 は次の2つの場合が ある。 A: 偶数の目が1回も出ない 18 B:2または6の目が1回だけ出て, 残り (n-1) 回は 奇数の目が出る (求める確率) = 1 - (X が4で割り 切れない確率) この2つの事象は互いに排反であるから, 求める確率は A1-P(AUB)=1-{P(A)+P(B)} n =1- +nCi 6 6 n n 1 n-1 == 2 AとBが互いに排反であ るから P(AUB) =P(A)+P(B) (2) 余事象 「X が 6で割り切れない」は C: 偶数の目が1回も出ない D3の倍数の目が1回も出ない とすると CUD から、求める確率は また,CODは毎回1か5の目が出るという事象である ( 求める確率) 1(Xが6で割り 確率 1-P(CUD) = 1-{P(C)+P(D)-P (C∩D)} また,ドモルガンの法 則により n n = 1- (6で割り切れない) (6で割り切れる) 練習 232 さいころを n = (+)-( (2の倍数) (3の倍 (2の倍数)U(3の倍 CUD

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