2021年09月14日

高校物理「コンデンサー」0.20μFのコンデンサーと40Vの電源の回路A

高校物理「コンデンサー」0.20μFのコンデンサーと40Vの電源の回路A

電気容量が0.20μFのコンデンサーの両端に、スイッチと40Vの電源をつなぎ、スイッチを閉じて充電した。次の問いに答えよ。

(1) コンデンサーに蓄えられる電気量を求めよ。

(2) スイッチを開いたのち、極板間の間隔を2倍にした。このとき極板間の電位差はいくらになるか求めよ。


この記事では(2)を解説します。


センター過去問




コンデンサーの電気容量Cは、極板の面積S、極板の間隔d、誘電率εを用いて、

C=ε・S/d

で表されます。

今回の問題では、極板の間隔を2倍にするので、dが2倍になります。
右辺の分母が2倍になるので、電気容量は半分になります。


そして、電気量Q,電気容量C,電位差Vの関係はQ=CVです。

スイッチを開くと電流は流れなくなります。
つまり、電気量の移動ができなくなります。

ということは、極板に蓄えられた電気量は変化しません。

電気量は変化せず、電気容量は1/2になるので、電位差は2倍になります。

もともとの電位差は40Vなので、極板の間隔を2倍にすると、電位差は80Vになります。


次の問題→スイッチを閉じて間隔を2倍にしたとき


電気・磁気まとめ


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posted by えま at 21:00| Comment(0) | 高校物理 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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