• ベストアンサー

高校物理、平行版コンデンサーの電界

左のコンデンサーに+Qの電荷を与えると、電荷は表面に一様に分布し、電気力線は互いに平行となります。 右のコンデンサーにーQの電荷を与えると、同様に分布し、電気力線は吸い込まれる格好となります。 このコンデンサーを互いにd離して、置く時、赤で書かれた部分は打ち消されます。 (疑問) 互いのコンデンサーに入ってゆく電気力線はコンデンサー内の静電誘導によって消えるのでしょうか?

  • tjag
  • お礼率43% (282/650)

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • fjnobu
  • ベストアンサー率21% (491/2332)
回答No.1

導体の中では、電位が同じなので電気力線は無くなります。静電誘導で消えたのではなく、導体の中は電圧が同じになるから消えたのです。

関連するQ&A

  • 高校 物理 平行板コンデンサーについて

    「平行板コンデンサーの電気容量は、極板面積Sに比例し、極板間隔dに反比例する。」というのを教科書で理論的に導かれているのですが、その中で「電圧をV[v]加えてQ[c]の電気量を蓄え、クーロンの法則の比例定数をK[N*m2/c2]としたとき、極板間の電気力線の本数は4πkQ[本]である。」となっているのですがそこがよくわかりません。確かにQ[c]の点電荷があるときにQ[c]の点電荷を中心とした半径rの球面全体を貫く電気力線の本数が4πkQ本となるのは理解できるのですが、どうして球ではなく平行な板状のコンデンサーにおいても同じ事が言えるのでしょうか? また、この後に4πkQを極板面積Sで割り、電界の強さEを求めていることから極板面積にかかわらずQ[c]の電気量を蓄えたコンデンサーには4πkQ本の電機力線がある、となると考えられるのですが正しいでしょうか? ちなみに教科書は啓林館出版の「高等高校 物理II」です。

  • 平行平板コンデンサーに誘電体を挿入する

    平行平板コンデンサー(面積S,距離d、表面の電荷密度qで帯電している)に誘電体をきっちりいれるとき、誘電体が 分極の強さPで誘起されるとき、このコンデンサーの静電容量を求めよ。(ただし両極板は何もつながれていないし、真空の場合の静電容量C。=ε。*S/dは使ってよい) という問題を考えているのですが、 コンデンサーの間の電場は、極板から電気力線がqS本でていたのが誘電分極で誘起された分pSの分だけ減って、 結局qS-pS本が極板から極板にでているので、 両極板の電位差はqS-pS本の電気力線が出ている場合の真空中のコンデンサーの両極版の電位差と等しいのでこれをVとおくと V=d(q-p)/ε。 よって帯電している電荷はqsで保存しているので 求める静電容量Cは C=qS/V=ε。S(q-P)/dと考えたのですが、 何か違うような気がします。 どうか何が違うかご指摘ください

  • コンデンサーの極板間に入れた金属板に働くクーロン力

    電池にコンデンサーをつなぎ、十分長い時間が経過したあと、その間に金属板をいれたとき、金属板に働くクーロン力のy軸に平行な成分の大きさはいくらか。という問題です。 解説には、金属板の上下表面に同じ大きさで逆符号の電荷が静電誘導によって生じ、両極版からのy軸方向の力が釣り合うため、静電気力のy軸に平行な成分は0になる。とありました。 クーロン定数をk, コンデンサーに蓄えられている電荷をQ(>0), 静電誘導により金属板に生じた電荷をq(>0), 金属板の上面(図のy軸の正方向を上とする)からコンデンサーの上側の極板までの距離をr, 金属板の下面からコンデンサーの下側の極板までの距離をRとおくと、金属板に働くクーロン力のy成分は kQq(1/r^2-1/R^2)となり、r=Rのとき(金属板がコンデンサーのちょうど真ん中にあるとき)にしか力が釣り合わなくなると思います。 どうして、「金属板の上下表面に同じ大きさで逆符号の電荷が静電誘導によって生じ、両極版からのy軸方向の力が釣り合う」と言えるのでしょうか。 ご教授お願いします。

  • 高校物理のコンデンサーについての質問です。

     高校物理のコンデンサーについての質問です。  容量 C1、C2 の2つのコンデンサーを各々 Q1、Q2 に充電した状態で、   電圧をかけずに 下図のようにコンデンサーだけをつないだとき、C1 の右極板と C2 の左極板の間に電荷の移動はあるのですか?  +Q1- +Q2- -----| |----------| |----  C1    C2

  • コンデンサについての問題

    一辺の長さがLの正方形平板2枚で、厚さl、誘電率εの誘電体を挟んでコンデンサを作った。 (1)コンデンサの電荷Qを一定に保つとき、平板を平行にdxずらすのに要する力は? (2)電気力線に垂直な方向に働く圧力P(N/m2)は? ご回答よろしくお願いします!

  • 高校物理、静電誘導

    図のように、電気力線が左から右へ向いている電界中に導体を入れると、導体中の自由電子が電気力線の根元の方へ移動していくのはわかるのですが、プラスの電荷がなぜ右に発生するのかがわかりません。 プラスの電荷はどのように発生するのでしょうか? そもそも電子の過不足によって電荷がプラス、マイナスになるのですよね?電子自体はマイナスの電荷といってよいのでしょうか?

  • 大至急回答おねがいします。物理の質問です。

    今日テストがあり、とても困ってます。 半径Rの金属急があり、その表面にQの電荷が一様に分布しています。急の中心Oから、rの位置にできる電場の強さを求めてください。ただし、r>R、Q>0とします。という問題があったのですが、 僕がわからないところは、 1、Oを中心とする半径rの球面を貫いて出る電気力線のそう本数は4πkQ本であること。 つまり、Oを中心とする半径rの球面の内側全体で、電荷がQになること。 それと、 2、電気力線が放射状に均等に広がること。 です。 そこで、僕なりに1晩考えてみたところ、1については 半径Rの金属急があり、その表面にQの電荷が一様に分布しています。 という意味を間違えて考えているのではないかと考えました。 これは一体どういう意味なのでしょうか? 2についてはどうしてかまったくわかりません。 これが気になって夜も眠れませんでした。 どちらかだけでも結構ですので、回答よろしくお願いします。

  • 電界について

    よろしくお願いします。 ガウスの法則の考え方を用いて電界の強さを考える問題なのですが、解説を読んでもよくわかりません。よろしくお願いします。 問題 点Oを中心とする半径aの球面上に正電荷が一様に分布し、全体では+Qとなっている。Oから距離r(r>a)離れた位置の電界を求めよ。 私は電気力線の数=電界の強さだと思うので、ガウスの法則を用いると、半径aの球面上の電気力線の数は、4πa^2。半径rだと4πr^2ので、比例関係よりrQ/aかなと思いました。 ですが、解説をみると、 対称性から電気力線はOを中心として球面から放射状に出ていく。その総本数Nは4πkQ本であり、―――☆ Oを中心とする半径rの球面上(表面積S=4πr^2)での電界をEとすると、Eは単位面積あたりの本数に等しいからE=N/S=4πkQ/4πr^2=kQ/r^2 とありました。 ☆まではわかるのですが、その後の解説がよくわかりません。 ガウスの法則は、中心に点電荷+Qをおいたときの電気力線の本数を考えていますが、今回の問題文の「球面上に正電荷が一様に分布し、全体では+Qとなっている」というのが意味がよくわかりませんでした。 基本的なところだとは思いますが、アドバイスをいただければと思います。 よろしくお願いします。

  • 平行板コンデンサーの静電エネルギーについてです。

    平行板コンデンサーの静電エネルギーについてです。 極板間の距離をdとして、+に帯電する極板の電荷をQ1、電位をV21、ーに帯電する極板の電荷をQ2、電位をV12とします。 公式通りであれば、静電エネルギーU=(1/2)Q(V21-V12)=(1/2)Q^2/Cとなります。 しかし、U=qVを考えたときに、結果が等しくなるのでしょうか? V21=k(Q2/d)なので、U=Q1V21=Q1k(Q2/d) ただし、k=1/4πεとします。 コンデンサーなので、Q=Q1、-Q=Q2とします。 すると、U=-kQ^2/d=-Q^2/4πεd これらを比較すると、C=εS/d=-2πεd ⇔ S=-2πd^2 このように、おかしな事になります。 どこを直したら結果が等しくなるのか、教えてください。 よろしくお願いします。

  • 平行平板コンデンサーについて

    かなり初歩の問題ですが、解答がないため、あっているか不安なので質問させていただきたいです。 問題は、平行平板コンデンサーがあり、16cmの四方形で間隔4.7mm、12Vの電池につながれている。 (a)静電容量 (b)それぞれの電荷 (c)板間の電場 (d)コンデンサーに蓄えられているエネルギー (e)電池がはずされて間隔4.9mmにすると、(a)ー(d)はどうなるか という問題です。 私の解答→(a)c=εA/dに代入して4.82×10^-11      (b)Q=VC より、±5.78×10^-10      (c)E=V/d より、2553      (d)U=Q^2/2C より、3.47×10^-9 (e)の(a)は,dの値だけ変えて、4.62×10^-11 (b)は、電荷は変化しないので上のQと同じの、±5.78×10^-10である。ここでVを求めると12.5Vになった。        (c)は、12.5/dより、2551        (d)は、3.62×10^-9 と求めました。(e)の問題がすごく自信がないです。解答ない上にテストがあるので焦っています。よろしければご指導ください。