平成28年度センター試験【物理】第2問 問2|コンデンサー

参考資料

 

極板間隔 d の平行板コンデンサーに電圧 V0 をかけたとき、極板間の電場の大きさ E は(1)式で与えられます。

参考資料 (1)式

(1)式に比誘電率は入っていないので、誘電体は影響してきません。

 

コンデンサーに蓄えられた静電エネルギー U は、電気容量 C と極板間電圧 V を使って(2)式で与えられます。

参考資料 (2)式

電気容量 C は、誘電率 ε と曲板面積 S、極板間隔 d を使って(3)式で与えられます。

参考資料 (3)式

(2)式と(3)式を使って、誘電体が挿入されたときの静電エネルギー U を計算しましょう。

 

誘電体が挿入されていないときの静電エネルギー U0 は(4)式で与えられます。

参考資料 (4)式

誘電体が挿入されたときの静電エネルギー U は(5)式で与えられます。

参考資料 (5)式

ここで U と U0 の比を取ります。

参考資料 (6)式

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