学年

質問の種類

物理 高校生

(2)で質問です。 イプシロンやSが書かれていない時はそのままdの変化で考えて大丈夫なのですか?

発展例題38 極板間にはたらく力 電気容量 C,極板間隔dの平行板コンデンサーがある。両極板 ⊿x には,±Q の電荷がたくわえられている。 極板間の電場は一様で あるとして,次の各問に答えよ。 +Q -Q (1) コンデンサーがたくわえている静電エネルギーを求めよ。 √(2) 極板間の距離をゆっくりと 4x引きはなしたときの静電エネルギーを求めよ。 V (3) 極板間にはたらく引力の大きさを求めよ。 指針 極板を引きはなす仕事の分だけ,コ ンデンサーの静電エネルギーは増加する。 また, 引きはなす力と極板間の引力の大きさは等しい。 解説 (1) 静電エネルギーをUとして, U= = 2C (2) 極板を引きはなした後の電気容量をCとす る。 電気容量は, 極板間隔に反比例するので、 C'= d+4x -Cとなる。 求める静電エネルギー U'は, U'= 2C' = Q°(d+4x) 2Cd ■発展問題 473 d (3) 極板を引きはなす力の大きさをFとする。 この力がする仕事 F⊿x は, 静電エネルギーの 増加分 U'-Uに等しい。 F4x=U'-U=Q24x F= Q² 2Cd 2Cd 極板間の引力の大きさは,極板を引きはなす ときに加える力の大きさFと等しい。 (1) (注) 真空の誘電率を so, 極板の面積をSとする。 C = S/d から,Cd=Sであり、力の大きさ Q2/(2Cd) はQ2/(2S) と表される。 Q, S, E は極板間隔が変化しても一定であるから,極板 間の引力は一定となる。

解決済み 回答数: 1
理科 中学生

中2 理科 電流の働き の問題です。 画像の(4)が解説を読んでもよく分かりません。 どなたか教えて頂けると幸いです。

2 発泡ポリスチ レンのカップP, Q にそれぞれくみ置き の水を同量入れた後, 6V-6Wの表示の ある電熱線X, 表示 のない電熱線Y を用 いて図のような装置 カップP をつくり, 電源装置の電圧を6Vにして, 1分ごとに水温を測定し ながら、5分間電流を流した。 表は, 実験の結果をまとめたもので ある。ただし、電熱線以外の抵抗は考えないものとする。 時間 〔分〕 水温 〔°C〕 電源装置 温度計- a スイッチ ガラス棒 水 電熱線Y- ~電熱線X カップ TO 5 4 0 18 28 3 カップP 20.0 20.8 21.6 22.4 23.2 24.0 カップQ 20.0 21.2 22.4 23.6 24.8 26.0 (1) (2) 6V - (3) 6180 □(1) 実験で、5分間に電熱線Xから発生する熱量は何Jか。 口 (2) 実験の結果をもとに, 電熱線Yに電力の表示を書き入れるとす ると, 6V -何W とするか。 1分で0.80 口 (3)実験で,5分以降も電流を流し続けたとき, カップPの水が沸> foo C 騰し始めるまでには,電流を流し始めてから何分かかるか。 ただ し、電流を流し始めてから5分以降も, 水温が上昇する割合は変 わらず, カップ内の水の量も変わらないものとする。 (4) 図のa,b のクリップを電熱線からはずし,cのクリップをb のクリップがつながれていたところにつなぎかえて、同様の実験 を行うと, 5分間に, カップPの水温は何℃上昇するか。 O 80-08-0 よれば80℃にげ 100-201 $*C*-7-200 11,25 +100°C 103A

回答募集中 回答数: 0