(1) C - 埼玉工業大学

埼玉工業大学学習支援センター平成２７年度物理第３回課題回答のヒント
平成２７年度入学前教育（物理）第３回課題
解答のヒント
練習問題 29
F＝k
𝑞1 𝑞2
から F を求めます。F < 0 であれば引力、F > 0 であれば斥力になります。
𝑟2
練習問題 30
E＝
𝐹
𝑞
から E を求めます。
F = qE から F を求めます。
練習問題 31
(1) E ＝ k
𝑄
𝑟2
から E を求めます。
(2) V ＝ Ed から V を求めます。
(3) W＝ qV から W を求めます。
練習問題 32
(1) C ＝
𝑆
𝜀𝑑
から C を求めます。
(2) Q = CV から Q を求めます。
(3) E ＝
𝑉
𝑑
から E を求めます。
練習問題 33
電気容量 6.0 μF の平行板コンデンサーを電位差 1.5 V で充電したときに、コンデンサ
ーに蓄えられる電気量 Q は Q = CV ＝6.0×10−6×1.5＝9.0×10−6 C です。
(1) 電池を切り離した場合、極板の間隔を変えても蓄えられている電気量は変わりません。
極板の面積 S、極板間隔 d のときの電気容量は C ＝
𝑆
𝜀𝑑
です。
（ε は空気の誘電率）
極板の間隔を 2 倍 (2d) にしたときの電気容量 C´は、C´＝
𝑆
𝜀 2𝑑
であり、
C´＝
となります。したがって、極板の間隔を 2 倍 (2d) にしたときの極板間の電位差は
V´＝
𝑄
𝐶´
から求まります。
(2) 充電後、電池をつないだまま極板の間隔を２倍にした場合には、電気容量が
6
1
2
C
埼玉工業大学学習支援センター平成２７年度物理第３回課題回答のヒント
C´＝
1
2
C ＝3.0×10−6 F となり、電位差は変わらないので蓄えられる電荷 Q´は
Q´ ＝ C´V となります。
練習問題 34
並列接続の場合の合成容量 C は C ＝ C 1 ＋ C 2 として求めます。
直列接続の場合の合成容量 C は
1
𝐶
＝
1
1
＋
𝐶1
として求めます。
𝐶2
練習問題 35
直列接続であるから合成容量 C は
1
𝐶
＝
1
1
として求めます。
40
＋
10
C 1 及び C 2 に蓄えられる電気量 Q は、Q = CV として求めます。
C 1、C 2 に加わる電圧 V1、V2 は、V1 ＝
𝑄
𝐶1
、V2 ＝
𝑄
𝐶2
として求めます。
練習問題 36
V = R I から R を求めます。
練習問題 37
直列接続の場合の合成抵抗は R ＝ R1 ＋ R2
並列接続の場合の合成抵抗は
1
𝑅
=
1
𝑅1
+
として求めます。
1
𝑅2
から求めます。
練習問題 38
(1) BC 間の合成抵抗 𝑅𝐵𝐶 は 𝑅2 、𝑅3 の並列接続なので
1
𝑅𝐵𝐶
=
1
10
+
1
15
から求めます。
(2) 𝑅𝐴𝐶 ＝ R1 ＋ 𝑅𝐵𝐶 として求めます。
(3) 𝑅1、𝑅2 、𝑅3 の抵抗を流れる電流を 𝐼1 、𝐼2 、𝐼3 とすると、𝐼1 ＝ 𝐼2 ＋ 𝐼3 になります。
また、回路全体の電流 𝐼1 は、V＝𝑅𝐴𝐶 𝐼1 から求めます。
AB 間の電圧は 𝑉𝐴𝐵 ＝ 𝑅1 𝐼1 として求めます。
BC 間の電圧は 𝑉𝐵𝐶 ＝100－ 𝑉𝐴𝐵 から求めます。
𝑉𝐵𝐶 ＝𝑅2 𝐼2 、 𝑉𝐵𝐶 ＝𝑅3 𝐼3 の関係から 𝐼2 と 𝐼3 を求めます。
7

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