京大物理'08前期[2]検討

[2](解答はこちら) エネルギー密度を聞いている点と問2を除けば、コンデンサーの頻出問題です。京大受験生であれば、解法でまごつくことはないはずです。計算がやや面倒なので計算ミスに注意すべき問題でしょう。
コンデンサーに誘電体や導体を挿入する問題では、コンデンサーを誘電体や導体が挿入されている部分と、挿入されていない部分とに分けて、直列・並列の合成容量の公式を用います。
また、極板間の電界は、平行板コンデンサーでは一様なので、極板間電圧
V,極板間の電界E,極板間距離dに関する公式:を用いることができます。
静電エネルギー
Uは、です。これらの基本公式を使いこなせるように、よく練習を積んでおいてください。
起電力
Vの電池が静電容量Cのコンデンサーに電荷を送り込むときにする仕事Wは、です。コンデンサーが貯め込むエネルギーはなので、残りのは何らかの別の仕事に使われます。この問題では、導体を引き込む仕事に使われます。
2が何か裏のある問題なのか、と、思わせますが、裏の裏をかく問題なのでしょう。


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