高校物理「電気」「コンデンサー」極板間に金属板を入れたとき

高校物理「電気」「コンデンサー」極板間に金属板を入れたとき

◆問題

極板の間隔が４ｄの平行板コンデンサーがあり、電圧Ｖの電源が接続されている。
このコンデンサーの極板間に、極板と同じ形で厚さｄの帯電していない金属板を入れた。
このとき、コンデンサーの電気容量は金属板を入れる前の何倍になるか？


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◆解説

コンデンサーの電気容量は以下の式で表されます。

Ｃ＝ε・Ｓ／ｄ

Ｃが電気容量、εは誘電率、Ｓは極板の面積、ｄは極板の間隔ですね。
Ｓは分子、ｄは分母です。つまり、面積が大きければ電気容量は大きい、距離が近ければ電気容量が大きい。というわけです。

金属板は導体であり、導体内部の電場はゼロで導体全体が等電位となるので、コンデンサーの極板間に金属板を挿入すると、その金属板の厚さの分だけ極板間の距離が縮まるのと同じ効果になります。

もともとの極板間の距離は４ｄで、挿入する金属板の厚さはｄなので、挿入後の極板の間隔は４ｄ−ｄ＝３ｄとなります。

４ｄが３ｄとなり間隔が３／４倍となったのだから、電気容量はその逆数の４／３倍となります。


ちなみに、電気容量が４／３倍なので、Ｑ＝ＣＶより、蓄えられる電気量も４／３倍となります。


◆関連項目
コンデンサー、電気容量
電気・磁気まとめ


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本日配信のメルマガ。2021年共通テスト英語第１問A

本日配信のメルマガでは、2021年大学入試共通テスト英語第１問Aを解説します。


【高校英語】共通テストの英文解釈
http://www.mag2.com/m/0001641009.html


■　問題

第１問

Ａ　Your dormitory roommate Julie has sent a text message to your mobile
phone with a request.

　　　――――――――――――――――――――――――――――――――
　　　｜Help!!　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜
　　　｜Last night I saved my history homework on a USB memory stick. ｜
　　　｜I was going to print it in the university library this 　　 　｜
　　　｜afternoon, but I forgot to bring the USB with me. I need to 　｜
　　　｜give a copy to my teacher by 4 p.m. today. Can you bring my 　｜
　　　｜USB to the library? I think it's on top of my history book on ｜
　　　｜my desk. I don't need the book, just the USB.　　　　　　　 　｜
　　　――――――――――――――――――――――――――――――――

―――――――――――――――――――――――――――――――――
｜Sorry Julie, I couldn't find it. The history book was there, but｜
｜there was no USB memory stick. I looked for it everywhere even　｜
｜under your desk. Are you sure you don't have it with you? I'll　｜
｜bring your laptop computer with me, just in case.　　　　　　　 ｜
―――――――――――――――――――――――――――――――――

　　　 ――――――――――――――――――――――――――――――――
　　　｜You were right! I did have it. It was at the bottom of my bag.｜
　　　｜What a relief!　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜
　　　｜Thanks anyway.(^^)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜
　　 　――――――――――――――――――――――――――――――――


問１　What was Julie's request? [ 1 ]
　{1} To bring her USB memory stick
　{2} To hand in her history homework
　{3} To lend her a USB memory stick
　{4} To print out her history homework

問２　How will you reply to Julie's second text message? [ 2 ]
　{1} Don't worry. You'll find it.
　{2} I'm really glad to hear that.
　{3} Look in your bag again.
　{4} You must be disappointed.


※一部記号は省略、マーク部分の□や下線部は[ ]、マル１は{1}で表記しています。

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■　解答・解説

問１　What was Julie's request? [ 1 ]　Julieの要望は何ですか？
　{1} To bring her USB memory stick　彼女のUSBメモリースティックを持ってくる
　{2} To hand in her history homework　彼女の歴史の宿題を手渡す
　{3} To lend her a USB memory stick　彼女にUSBメモリースティックを貸す
　{4} To print out her history homework　彼女の歴史の宿題を印刷する

Julieの台詞を確認してみると、

Can you bring / my USB / to the library?
持ってきてくれませんか？ / 私のUSBを / 図書館に


(以下略)


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■　スラッシュリーディング

Ａ　Your dormitory roommate Julie / has sent / a text message
/ to your mobile phone / with a request.
あなたの寮のルームメイトのJulieは / 送った / テキストメッセージを
/ あなたの携帯電話に / 頼みがあって

―――――――――――――――――――――――――――――――

Help!!
助けて！

Last night / I saved / my history homework / on a USB memory stick.
昨夜 / 私は保存した / 私の歴史の宿題を / USBメモリーに

(以下略)

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