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2017年度センター物理 第2問 A 問1 電場と電位の関係 電磁気

 

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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。

2017年度センター物理 電磁気 第2問 A 問1 

コンデンサーの極板間の電位について、適当なグラフを選びます。

答え 図1(a) ①  図1(b) ③

 

この問題を解く前に、電場と電位のおさらいからです。

なぜかというと、コンデンサーに金属板や誘電体を入れる問題では、入れる前後で電場や電位が変化するからです。

 

電場と電位の関係をイメージしやすいように、まず点電荷での関係から確認します。

そもそも電場ってなんだ?となった場合は、下のゴロで。

 

一人でも、電場、磁場のばか

火事場のばか力

場は力。

電場は+1C電荷が受ける

磁場は+WbのN極が受ける

 

ということで、ばか力です。場は力です。たった一人でも!

 

電荷の場合の、力Fと電位Vの式のゴロは書き込みしてあります。

f:id:gororika:20181025092839j:plain

 

実は、|電位の微分|= 電場の大きさ です。

 

もう少し視覚的にイメージすると、下のようになります。

f:id:gororika:20181025093209j:plain

急斜面にいれば、コロコロ転がりやすい感じですね。

 

ここまでで、電場と電位の関係がイメージできたと思います。

 

では、コンデンサーの場合はどのように考えたらよいでしょうか。

 

一番大切なのは、コンデンサーの極板間の電場は一様であるという知識です。

電場が一様ということは、お山(V)の傾きが一定。

つまり、一定の傾斜がついた坂道です!

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つぎは、金属板を入れた場合です。

まず、下の太字の部分を5回くらい声に出して覚えてしまいましょう!

金属中に電場無し。

金属中は等電位。

 

金属板には静電誘導による逆向きの電場が発生します。

金属板が作った電場がコンデンサーの極板間の電場を打ち消します。

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コンデンサー関連の動画もあります。


誘電体をコンデンサーにすき間なく入れた場合の電場と電位の考え方 スイッチを入れたまま・スイッチを切ってから誘電体を入れた場合 比誘電率と誘電率 電磁気 ゴロ物理

 

 


誘電体を挿入したコンデンサーの電場と電位の考え方 スイッチを切らないで・切ってから挿入した場合の違い 電磁気 ゴロ物理

 

 

 

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