覚え方・暗記法に悩んでいる
高校生・既卒生・大学受験生向けの、
高校物理に関する語呂合わせブログです。
公式、考え方の手順、大学入試物理の過去問などを、
楽しいゴロや分かりやすいフレーズで
解説します。
2019センター試験は、全問解説してあります。それより以前の問題は、気が向いたものだけ解説しています。過去記事を参考にしてください。
それでは、電磁気分野から。
2018年度センター物理 電磁気 第2問 A
コンデンサーの充電と放電に関する問題です。
問1で充電時のグラフを選びます。答え①
問2で放電時に発生するジュール熱を求めます。答え⑧
では、問1から。
スイッチを入れた直後は導線扱い。
時間がたったら断線扱い。
コンデンサーの扱い方。
「スイッチを入れた直後」は、
コンデンサーを導線として扱う。
問題文中の「十分時間」という記述は、
「充電終了。電流は流れません」という意味。
10分じゃないよ。
コンデンサーに の電位差Vが発生している。
図にまとめると下のようになります。
問2についてです。
今回の問題では、「ジュール熱を求める」ことが目的です。
そもそもジュール熱ってなんだ？という人は確認を。
ジュール熱は、IVt です。
ジュール熱って t をかけるんだっけ？かけないんだっけ？と悩む人は、
鼻水、じゅるっと(t)、熱が出た。
tは、かけます。
「単位時間あたりに発生するジュール熱」といわれたら、1秒間の話です。
しかし、今回の問題では電流が一定ではないですし、時間もわかりませんから、 IVt は使えません。
ということで、
コンデンサーに蓄えられたエネルギーの出入りに注目して、立式します。
コンデンサーに蓄えられるエネルギーの公式は、頭の中にすべてさっと出てくるようにしたいですね。
カードゲームと同じです。自分がもっている札をすべて把握しておいて、使えるものを選択する感じです。
そこで、ゴロです。
今回は、CとVで。
もう少し面倒くさい問題になると、電池が入ってきます。
抵抗で発生したジュール熱を考えるときは、電池のした仕事を忘れずに！
抵抗で発生したジュール熱を考えるときは、回路全体でエネルギーの変化を調べよう。
コンデンサーと抵抗が直列で、電池とつながっている場合、
前のエネルギーを前、後のエネルギーを後とすると、
前＋電池がした仕事＋(－抵抗で発生したジュール熱)＝後
電池のした仕事は、＋Qの電荷を電位Vの高さまで運んだ場合は、QV。
抵抗で発生したジュール熱の符号がマイナスなのは、熱として失われたから。
コンデンサー間の距離を変えた場合や誘電体を出し入れした場合も、
コンデンサーは仕事をされて後のエネルギーは変化する。
「You(U)のせいで・・・」を使おう。
電磁気（交流以外）まとめ動画もどうぞ参考に。
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