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締切り済みの質問

高校物理のコンデンサーについて。

次の問題がよくわかりません。

電気量Qに充電された真空コンデンサーがある。このコンデンサーの静電容量はCである。
(1)コンデンサーの電位差Vはいくらか。
(2)比誘電率εrの誘電体で極板間をみたした。このとき極板間の電位差V'は
いくらか。

答えは(1)V=Q/C(2)V'=Q/(εrC)



僕が思ったことを書いていきます。

電源につながれているコンデンサーを充電してからコンデンサーの容量CをC'に変化させるとき、
(1)スイッチを閉じているとき
・Vが一定、Qが変化
(2)スイッチを開けているとき
・Qが一定、Vが変化

と参考書に書いてありました。

この問題では誘電体を極板間に挟むことで、Cが変化する。
答えを見る限り、Vも変化していて、Qは一定となっているので、このコンデンサーは電源につながれていないんですか?

もしそうだとして、問題文のどこで電源につながれているかどうかを判断するんですか?

この問題を解いたときに電源につながっているものだと考えていったら答えを間違いました。


色々と勘違いしているところもあると思いますので、ご指摘願います。

投稿日時 - 2012-09-21 11:24:06

QNo.7709258

困ってます

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回答(4)

ANo.4

>この問題では誘電体を極板間に挟むことで、Cが変化する。
>答えを見る限り、Vも変化していて、Qは一定となっているので、このコンデンサーは電源につながれていないんですか?
>もしそうだとして、問題文のどこで電源につながれているかどうかを判断するんですか?

もとの問題文がこの引用通りのものだとすると、
>(2)比誘電率εrの誘電体で極板間をみたした。このとき極板間の電位差V'はいくらか。
から推定するしかありませんネ。
電源につながれておれば、極板間の電位差 V' は電源電圧のままで、改めて問うほうがおかしい。
>(2)スイッチを開けているとき ・Qが一定、Vが変化
の場合の問いだ、と推定するのがふつう。

>電源につながれているコンデンサーを充電してからコンデンサーの容量CをC'に変化させるとき、
とあるけど、その後も電源につないだままなら、コンデンサーの容量を変化させても、それ以前に充電させた電荷はチャラにされて、電源電圧まで充電される。
この場合なら、
>(1)スイッチを閉じているとき ・Vが一定、Qが変化
に相当するわけです。

   

投稿日時 - 2012-09-23 11:38:43

ANo.3

1個100円のまんじゅうを買うのに1000円もらいました。店へ行ってみると1個200円に値上がりしていました。まんじゅうは何個買えたでしょう。
という問題に対して、値上がりしていたのでもう1000円もらって10個買いましたと答えるようなものです。
トンチの問題なら大正解。頭柔らかくてうらやましいです。

投稿日時 - 2012-09-22 16:35:59

ANo.2

 一般的には、電気量Qは変数ではなく、定数(固定値)で与えられていると解釈できるので、電源は接続されていないと考えるのが妥当でしょう。
 この場合、(2)ではV’はVから変化するとして問われているものと考えられるので。

 もし電源が接続されていたら、何をしようがコンデンサの電位差は電源電圧Vのままですよね。(V=V’)

投稿日時 - 2012-09-21 20:41:42

ANo.1

 >もしそうだとして、問題文のどこで電源につながれているかどうかを判断するんですか?

下記の部分だと思います。
 「電気量Qに充電された」
充電されたという過去形の表現なので、電源に接続されて充電中であるという事に当てはまらないと思います。

投稿日時 - 2012-09-21 11:51:54

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