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物理 高校生

問109のコンデンサーの問題です。 S1を端子2に切り替えたときC1の電圧が2/3Cのままである理由を教えてください。

109 ・回路とつなぎかえ> 電気量保存の法則と、電位差の関係式を用いる。 (イ)S, を端子2に入れる C2の電圧はEと等しい 「極板の間隔を2倍」 電気容量は倍 Aのほうへ電荷をもどそうとするが、 ダイオードに止められる ア) 回路は実質的に右図の実線部分となり, C1 と C2 は直列である。 C と C2 の電圧をそれぞれ V1, V2 とすると AB間の電圧について Vi+V2=E 電気量について Q=CV=2CV2 上記2式より V₁=E 別解 初期電荷が0だからCとC2の電圧の比は電気容量の逆数の比になる。 C+2CE=2/3E C の電圧 V は Vi=C+2C 2C (イ) S端子2に入れると, C2の極板間の電圧はEになるから,AB間の電位 差は Vi+E= 5 =1/32E+E=1E (ウ)BよりAのほうが電位が高いからDには順方向に電流が流れ,Dの電圧が 0になるまで電荷が移動する。 S2 を閉じた後の各コンデンサーの電位差を図のように V1, V2, Vと すると V1 + V2=V/3 ※A← ...... ① また、各コンデンサーに蓄えられている電気量はそれぞれ Q=CV1 Q2=2CV2 Q3 = 2CV3 点A側の電荷の保存より +Q+Q=+/CE+0 ゆえに Vi+2Vs = 212/2E 点P側の電荷の保存より -Q+Q2=1/3CE+2CE ゆえに Vi+2V2=1/32E -E q=Q₁==ce, 2 V-22-1/21. v= Q = 5 E₁ -3 ③ 5 ①, ②, ③ 式より V1, V2 を消去して V3 を求めると Vs= よって, 求める Q3 は 12 Q3=C₁V₁=2C ×52E=CE 12 別解 S2 を閉じた後の図で,点A, Pの電位をx, y と仮定する。点P側の 極板の電荷の保存より Cx(y-x)+2C×(y-0)=-12/3CE+2CE 点A側の極板の電荷の保存より C×(x-y)+2C×(x-0)=+/3/3CE+0 -E, =1/72E.y=1/2E -E 上記2式より x= 5 よって,C の電気量 Q, はQ=2C×(x-1)=2C×(1/E-0)=1/CE (エ) 極板の間隔を広げると電気容量が小さくなる※B。 「Q=CV」より,Q3が 一定ならば,C3 が小さくなると V3 は増加することとなる。 電荷はダイオードDを逆方向に流れることができないから, C3 の電荷が(ウ) のまま保たれる。 V1 Cx=2C×12=cQ==.22CE 2 11 2 _1.Q2 5 1 = U = 1 x V² - 1 · 2 0 - 1 0 ( 2 ) ² - 1 IC (CE) - CE = -CE2 25 144 2 2C 2 2C V20 E S1 |C1 P• ・C C 2 2C A A C₁ C₂ C1 B V3 C 2C より V1+V2=V3 S2 を閉じる前 A V₁ ※ A Vi+ V2=V V3 = V HE 2C B +2/3CE CE C3 P +2CE C21 2C-2CE B S2 を閉じた後 Ax 0 電位差 0 2C S₂ 文 C31 2C0 電位差 0 2C 気容量がいずれもC〔F〕のコンデンサー C1, C2, 抵抗値 108. 〈スイッチの切りかえによる電荷の移動> 図のように、電圧 Vo [V], 2V 〔V〕 の電池 E1, E2, 電 [R[Ω] の抵抗 R, スイッチ S1, S2 が接続されている。 最 初, スイッチ S1, S2 は開いていて,C1, C2 には電荷は蓄 えられていないものとする。また, 電池の内部抵抗は無 1+ 視できるものとする。 次の問いに答えよ。 Vo (V) E2 2V (V) (1) S, を閉じてから十分に時間が経過した。 この間に電池E」 がした仕事を求めよ。 (2) 次に, S, を開きS2を閉じた。 十分に時間が経過した後のC2 の両端の電位差を求めよ。 また, この間に電池 E2 がした仕事を求めよ。 (3) 続いて, S2 を開き, S1 を閉じた。 十分に時間が経過した後, Si を開き S2を閉じた。さら に十分に時間が経過した後の, C2 の両端の電位差を求めよ。 (4) この後,(3)の操作をくり返すと, C2 の両端の電位差はある有限な値に近づく。その値を 求めよ。 S ◆BC=es より電気容 量は極板間隔dに反比例する。 S₁ 180 114 コンデンサー 89 B R R [Ω] C₁ C [F] 109. 〈ダイオードを含むコンデンサー回路とつなぎかえ> 次のア~ウに当てはまる式を記せ。 また,エは指示通りに解答せよ。 A S2 C2 C [F] tr 図に示した回路において, C1, C2 は電気容量がそれぞれC, 2Cの平行平板コンデンサー, C3 は極板間隔を変えることが できる平行平板の空気コンデンサーで,あらかじめ電気容量 が2Cになるように極板間隔を調節してある。Eは起電力E の電池, S, S2はスイッチ, Dはダイオードである。 初め, C1, C2, C3 の電荷は0で, S1, S2 は開かれている。Dは順方 向のみに電流を通し, そのときの抵抗値を0とする。 まず, S1 を端子1に入れて C1, C2 を充電した。このとき、 C の極板間の電圧はアである。 次に, S1 を端子2に入れて, 十分時間が経 S を開いた。このとき, AB間の電位差はイになっている。この状態で、 と C3 にはウの電気量が蓄えられる。 次に, S2 を閉じたまま, Cg の極板 に広げた。 この操作の後, Ca における極板間の電圧 V, 蓄えられている電気 の電気容量 Cx と,極板を広げるのに必要とした仕事Uを, C, Eなどを用い れを区別してエに示せ。 S₁ E 12 =C2 B 110. 〈4枚の導体板によるコンデンサー回路) 次のア~スソーチの中に入れるべき数や式を求めよ。 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

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数学 中学生

汚くてすみません。 この問題がわかりません💦わかる方お願いします🙇‍♀️🙇‍♀️🙇‍♀️

D 2 = 5 = 中学校の数学の授業で ⑩ 41 「ある中学校の昨年度の全校生徒数は,男女 あわせて560人だった。 今年度は、昨年度と比べて、男 子が5%増え、女子が3%減ったので,全体の生徒数は 4人増えた。 今年度の男子の生徒数を求めよ。」 O という問題が出題された。 この問題を解くために, あきらさんは、昨年度の男子 の生徒数をx人として,xについての1次方程式をつく り,ひろこさんは、昨年度の男子、女子の生徒数をそれ ぞれ人,4人として,x,yについての連立方程式を つくった。次は、あきらさんとひろこさんのノートの一 <高知〉 部である。このとき、 次の問いに答えよ。 あきらさんのノート 昨年度の男子の生徒数をx人とすると, ア |=564 ひろこさんのノート 昨年度の男子、女子の生徒数をそれぞれ x人, 人とすると, てはまる式を書け。 5105x97y=56400 5105x-m7g=400 210x=56800 イ ウ 24 =560210 56800 420 1480 +479 (1) あきらさんのノートにある1次方程式のアに当 4,00 560 1=4 177 111400 ウィ 1.05%+0.97g (2) ひろこさんのノートにある連立方程式のイ, ウに当てはまる式を書け。 560(100÷5) 65000+2800 =67800 21.05x-0.g7yg x+y イ 今年度の男子の生徒数を求めよ。 105x41054-67800 -105x+97g=56400 7g=11400-

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数学 高校生

数列の極限(2)についてですが、はさみうちで挟む問題ですが、不等式で挟むのにどこから1/4(4k^2-1)が出てきたのでしょうか 解答のプロセスを知りたいです

Check 例題100 はさみうちの原理(3) 解答 次の極限値を求めよ. 2n 1 { n => 7 limin 練習 n→∞ k=n X 考え方 (1) (2k-11 (2k+1)-1/12 (21) と部分分数に分解する。 2k+1. (2) k≧1 のとき,0<=(4k²-1)<k<k+k であるから, 4 114 より+1) << (2k-1)(2k+1) が導かれる。 k² (1) k² + k k²4k²-1 2n 2n. (2k-1) Ž k=n(2k-1)(2k+1) (2k-1)(2k+1). 1 2n-1 H(₂ 2n+1)+(2n+1=2n+3)+...+(₁²-1 2 1 1 #07 2 2n-1 よって, よって, ここで, また, n - 2 1 4n+1 2n im {n 2 (2k-1)(2k +1)} k=n - lim n→∞ n 2n 2n n→∞ k=n 22k. 2- 2n (2) limn ( n 2 71 n→∞ k=n 2n (1) の結果を用いると 1 (2) k より 01/12 (41) <<+kが成り立つから, 1 1 4 k2tkk2 14²1 次の極限値を求めよ. n 1 4+ n k=nk(k+1) lim {nk{(k+1)} = n→∞ >"), つまり、 STU 1 1 2 2 n -lim 2/2 (2n-1-4n+1) n→ 00 <n> 72 <n> k=nk² 4 =limn{(²²_n²+₁)+(n+₁_n²₂) + =lim n ( 1²2-22² + 1) = 1 - ² = 1/1/1 n→∞ n 2n+1 2 2n ESO 2n =4•nΣ k=n(2k-1)(2k+1) (東京理科大) 4 <1/12< k(k+1) k² (2k-1)(2k+1) ..1 k=n(2k-1)(2k+1) 2n =lim nΣ n ²² ( 1 / - / + 1)} <0) k n→∞ k=n k+1 *** +2)+..+(1/2/27 1 4n+1, より、 k=n(2k-1)(2k+1) 2n lim n D) (2k + D)} = 4 + 1/² = 1/²/2 n→∞ k=n(2k-1)(2k+1)] 8 よって, ①, ②, ③ とはさみうちの原理より, 2n limn n→∞ (2n+1) 2n (n-1) - 1²/2

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