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物理 高校生

ウとエ解説見ても全然わかりません。 わかりやすく解説お願いします🙇‍♀️🙇‍♀️🙇‍♀️

基本例題 45 金属板を挿入したコンデンサー 224,226,227 極板間の距離d 〔m], 電気容量 C〔F〕 の平行板コンデンサーを起電力 V〔V〕 の電 池につないだ。このとき,極板間の電場の強さは[ア] [V/m〕 である。次に、極 d 板と同じ面積で厚さ 01/28 [m]の金属板を両極板間に平行に入れる。この場合,金属 板内の電場の強さはイ[V/m〕, 極板と金属板間の電場の強さはウ [V/m〕 となり, コンデンサーの電気容量は エ 〔F〕 となる。 指針 図2のように, 金属板と上の極板との距離をxと 図1 S すると、C=C=(d/2)-x となる。 金属板を入れたときの電気容量 C' は, C1とC2 とを直列に接続したときの合成容量と同じになる。 [注 極板間に金属板を入れる場合, 金属板を一方の極 図 2 板に接するように入れ,極板間隔がd/2 に狭めら れたコンデンサーと考えることもできる。 (7) E=1/4 [V/m) (イ) 金属板 (導体) 内の電場の強さは 0 for (ウ) 求める電場の強さをE'〔V/m〕 とする。 2V V=E'x+E' -E (2-x) E' = ² (V/m) d V= V (土) 1/11 = 1/1 1 C1 C2 + よってC E'- CE C' = + d +Q JER x ES + Q' + + + + + x d 2 C1| C2 -x (d/2)-x= ES ×2=2C[F] +Q' -Q' + Q' -Q d 2&S

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物理 高校生

(1)の(ロ)について。 なぜitグラフとqtグラフが解答のように曲線になるのか分かりません。 今まで物理でグラフを書けという問題の時は数式を立ててその数式を元にグラフを描いていたのですが、ネットで調べると微分やら積分やらごちゃごちゃしていて、、、 この二つのグラフはもう... 続きを読む

起電力 V [V] の内部抵抗の無視できる電池E, 電気容量の C [F] の平行板コンデンサー C (極板 A,B), 抵抗値R [S2] の抵抗R. スイッチSを図のように接続した回路がある。 空気の 比誘電率を1とし、極板の端における電場の乱れは無視できるものとする。 次の問に答えよ。 ただし、はじめSは開いており,Cに電荷は蓄えられていないものとする。 (1) 時刻 t0 [s〕にSを閉じた。 (イ)Sを閉じた直後, R の両端の電圧はいくらか (ロ) 極板 A の電荷g およびRを流れる電流が時刻とともに変化する様子の概形を, 横軸に時刻t をとってそれぞれ描け。 個人 (V) Sを閉じてから十分に時間がたつまでの間にRで消費される電気エネルギーはいく らか。 (8) SCHOKI (2)Sを閉じて十分に時間がたった後, S を開いた。 その後, 極板 AB間の間隔を2倍に広 げた。このとき, AB間の電圧, 静電エネルギーおよびAB間の電場の強さは,それぞれ の元の何倍となるか。 VE= S R C A B

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物理 高校生

良問の風で.コンデンサーの解説に、直列ははじめ帯電していないこと、と書いている割に、100の(4)で、帯電してるコンデンサー相手に、誘導体の挿入を直列と見て解いてます。なぜこれを直列と見ていいのですか?

2 コンデンサー コンデンサー Q=CV V=Ed C = CS=5,6,8 ES EES d f:誘電率 電気量 +Q 電気容量 C E : 真空の誘電率) の誘電率) -Q + =e/so : 比誘電率 静電エネルギー 1/2CV:=1212ev-20 Q² 高電位 + | + + d場E 電位差V 低電位 at 合成容量 並列・・・ 電圧が共通…. 直列... 電気量が共通 W ※ 直列は,はじめ帯電していないこと C=C + C2 + ・・・ 1_1 c = c + 1 ₂ + ... CCC 2 面積S ・試験) E 100 共に面積 S [m²] の2枚の金属板を距離d [m] だけ離して平行板コンデンサーをつくった。 この コンデンサーに起電力 V〔V〕 の電池とスイッチS をつなぎ, Sを閉じて十分に時間がたった (以下, これをはじめの状態とする)。 真空の誘電率をco [F/m〕 とする。 (1) コンデンサーの電気量Qo, 極板間の電場 (電界) の強さE,静電エ ネルギーUはそれぞれいくらか。 (2) スイッチ S を閉じたまま, コンデンサーの極板間隔を2dに広げ た。コンデンサーの電気量と電場はそれぞれ何倍になるか。 (3) はじめの状態に戻し、スイッチSを開き, 極板間隔を2dに広げ NEALS SOL 金属板 O Vo 電池

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物理 大学生・専門学校生・社会人

電磁気の問題です。大至急解き方を教えていただけないでしょうか……。全く解き方がわかりません。どなたかどうかお願いします

問題5 (この問題では適宜対称性を援用せよ.なお, 1) 2) では Ia はIのままで計算すれば よい. 3) では Ia の表式の計算が必要となる) 極板が半径rの金属円板, 極板間距離がl の (十分理想的な) 平行板コンデンサがあるとする. いまこのコンデンサは充電中であるとする. 充電中には極板間の電場は時間変化するが, 空間的には一様 (極板間のどこでも同じ) であると仮定する.また, 2枚の極板が底面(上面・ 下面), 高さlの円柱を考えておこう. の → 1) 極板間では電流密度はすであるが,変位電流密度 J = o はすではない。極板間 で極板と同じ半径rの円板面をDとするとき をDにおいて面積分したものを,変位電 at 流La=pn as とする。 上記の仮定より Laは極板間で一様となる。変位電流 I』が上記 Jar Hola の円柱の側面に作る磁場の大きさBがB= となることを示せ. 2πr 2) 極板間の電位差を Vとする. 上記の円柱の側面におけるポインティングベクトルの大きさ Sを計算し, Sを側面にわたって積分したものを W とすると W = VI』 となることを示せ . πr² 3) 定数Cを C= com とおく。 時刻がt=0〜tのときに、電位差がV= 0〜V と変化した l とする.このとき, 2) の Wを積分すると - wa = 1/2 CV2 となることを示せ。 W dt

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物理 高校生

方針だけでも良いの教えてください🙇‍♂️

比誘電率が1の空間中に、一辺の長さがLの正方形の極板をもつ電気容量Cの平行板コ ンデンサーがある。 図1のように、比誘電率が &, で一辺の長さがLの正方形の断面を持ち, 厚みが極板間隔と等しい誘電体を、このコンデンサーの極板間に挿入する場合について以 下の問いに答えよ。 図 8 ww 誘電体 X L B a „ŠŤj0j54 2 A & X SH 問1 極板間の電位差がVになるように充電した後, 充電に用いた電源を取り外した。この 誘電体をゆっくりと挿入する場合について以下の問いに答えよ。 (1) 誘電体をxだけ挿入したときのコンデンサーの電気容量はいくらか。キット (1) 前問の場合の静電エネルギーはいくらか。 (3) 誘電体の挿入前 (x=0) と完全に挿入した状態(x=L)を比べると,静電エネルギーの 変化はいくらか。 挿入時に、誘電体が受ける力の向きを答えよ。 また、その理由を簡潔に説明せよ。 宗 Ə 問2 極板間の電位差をVに保ったまま、 誘電体をゆっくりと挿入する場合について以下 の問いに答えよ。 (8) (1) 誘電体をxだけ挿入したときの極板上の電荷と静電エネルギーはいくらか。 来 (2) さらに誘電体を4xだけ挿入したときの極板上の電荷の変化量はいくらか。 (3) 前問の場合のコンデンサーの静電エネルギーの変化はいくらか。 (4) 誘電体をさらに4xだけ挿入するのに外から加えた力の大きさと向きを答えよ。 \1 ク

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物理 高校生

方針だけでもいいので教えてください🙇‍♂️

比誘電率が1の空間中に、一辺の長さがLの正方形の極板をもつ電気容量Cの平行板コ ンデンサーがある。 図1のように、比誘電率が &, で一辺の長さがLの正方形の断面を持ち, 厚みが極板間隔と等しい誘電体を、このコンデンサーの極板間に挿入する場合について以 下の問いに答えよ。 図 8 ww 誘電体 X L B a „ŠŤj0j54 2 A & X SH 問1 極板間の電位差がVになるように充電した後, 充電に用いた電源を取り外した。この 誘電体をゆっくりと挿入する場合について以下の問いに答えよ。 (1) 誘電体をxだけ挿入したときのコンデンサーの電気容量はいくらか。キット (1) 前問の場合の静電エネルギーはいくらか。 (3) 誘電体の挿入前 (x=0) と完全に挿入した状態(x=L)を比べると,静電エネルギーの 変化はいくらか。 挿入時に、誘電体が受ける力の向きを答えよ。 また、その理由を簡潔に説明せよ。 宗 Ə 問2 極板間の電位差をVに保ったまま、 誘電体をゆっくりと挿入する場合について以下 の問いに答えよ。 (8) (1) 誘電体をxだけ挿入したときの極板上の電荷と静電エネルギーはいくらか。 来 (2) さらに誘電体を4xだけ挿入したときの極板上の電荷の変化量はいくらか。 (3) 前問の場合のコンデンサーの静電エネルギーの変化はいくらか。 (4) 誘電体をさらに4xだけ挿入するのに外から加えた力の大きさと向きを答えよ。 \1 ク

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