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高校物理のコンデンサーについて
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。
- mist55
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- teppou
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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。
- fjnobu
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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。
- hue2011
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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。
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