高校物理のコンデンサーについて

質問

立命館の過去問で名門の森（電磁気）の11番の問題です。

Aーーーー

Bーーーー

のようにA,B2枚の導体板を並べ
（Bは下面が接地されています。)
Aには＋Q
Bには-Q
の電荷を与えた時あとに

AとBの間に導体板Cを入れ
AとCを入れた時の電荷の状況なのですが

A---------------
|
C---------------

B----------------

(Bは下面が設置されています）
するとAの両面とCの上面の電荷が０になります。
これは何故でしょうか。

名門の森の解説では
「電化は中和して消える」とあります。
他の参考書では
「Aにガウスの法則を用いて
N＝０＊S　＋　０＊S　＝　Q/ε
∴Q＝０」
とあり、どちらもいまいちわかりません。

色々考えた結果
AとCをつなぐことで
AとC全体で１個の金属になって
中には電場がないというふうになったと結論づけてみたのですが
これであっているのでしょうか。

わかりくにくくてすいません。
よろしくおねがいします。

回答No.3

teppou

電荷を与えた、平行板コンデンサー A, B の間に、導体板 C を入れ、A と C を接続したという問題設定として回答します。
　C を入れる前は、A と B の電荷の間に電気力線が通っています。
　そこに、C を入れると、静電誘導で、C の上面に A と同量で符号が反対の電荷が集まります。
　C の下面も同様です。
　そうすると、電気力線は C を挟んで分断された状況になります。
　その状態で、A と C を接続すると、A と C の上面の電荷は中和され、A, C 間の電気力線は消滅します。
　C, B 間の状態に変化はありません。
　＞「Aにガウスの法則を用いて　N＝０＊S　＋　０＊S　＝　Q/ε　∴Q＝０」
　は、要するに電気力線が消滅したので、閉曲面内の電荷は 0 と言うことでしょう。

回答No.2

fjnobu

設問の日本語に誤りが多くて解答が困難ですが、
AとBの間に導体板Cを入れ
AとCを入れた時の電荷の状況なのですが
この部分には、AとCを接続するという文面があり

(Bは下面が設置されています）
（Bは接地されている）
するとAの両面とCの上面の電荷が０になります。
Aの下面とCの上面の電荷が０になります。

ということだと思います。
そうすると、AとCは一つの金属になります。
その結果あなたの結論であっています。

回答No.1

hue2011

要するにAとCを短絡させたんでしょう。

だったらAとCは電荷の差はなくなるはずです。
電荷が無くなるのではなく、差はなくなるんです。

水がいっぱいはいった桶と空っぽの桶をヨコにつないで、間の仕切りをとったと同じです。
空っぽの方に、水たっぷり側から水は流れこんで、半分の水位になります。
で、右も左も同じ水位ですから、差はなくなりました。
しかし、その２つの容器の中に入っている水は、最初に片方に入ってたものと同じ分量のはずです。

電荷が中和される、というのは、このイメージのことを言っています。

CとBとの間の電位差は、AとCだけがあったときのCとAの電位差と変わりありません。

ガウスの法則、という説明はこの話をしています。

>AとC全体で一個の勤続になって中には電場がない

というような表現をするというのは、全く何もわかっていないのではと疑われます。

こんなことは簡単なことですから、頭を冷やしてください。