第32問 波動 ⑤
固定端反射 山で入射したら谷で反射する
自由端反射 山で入射したら山で反射する
この問題は固定端反射、よって4か5となる
最初の山を５つ進めれば答えは⑤となる
第33問 インピーダンス ②
インピーダンスとは
交流信号に対する素子や回路の抵抗成分の総合＝Ω
オームの法則
この問題を整理すると
E=24V
R=8.0Ω
XL=2.0Ω
XC=3.0Ω
オームの法則I=V/Rより
IR=24/8=3A
IC=24/3=8A
IL=24/2=12A
ピタゴラスの定理a^2+b^2=c^2より
I=√IR^2+(IL-IC)^2
=√3^2+(8-12)^2
=√25
=5A
第34問 電磁気
電磁気の基本的な知識
平行板コンデンサ
一様電場E=V/d
一様電場は電位差Vに比例して増加し、極板間隔とは反比例する
電位差V=Ed または V=Q/C
コンデンサの基本式
C=εS/d
C コンデンサの静電容量
S 電極の面積
誘電率εが高いほど、容量が増加する
電荷クーロンQ=CV
ガウスの定理
一様電場における電荷面密度(単位面積量あたりの電荷)
E=σ/ε
単位面積あたりの電荷
σ=Q/S
まず2dでのクーロンを求める
キャパシタンスC=εS/dより
C=ε0S/2d
クーロンQ=CVより
Q0=CV=ε0S/2d×V0
単位面積あたりの電荷σ=Q0/Sより
σ=ε0S/2d/S×V0
=ε0/2d/×V0
=ε0V0/2d
V1とV2を求める
V1
C=4ε0S/d
Q=CV=4ε0S/d×V1
V2
C=ε0S/d
Q=CV=ε0S/d×V2
直流コンデンサは逆比なので
V1:V2=1:4
V1+V2=V0なので
V1=1/5
V2=4/5
合成容量Ceq=1/C1+1/C2より
σ=Q0/S=ε0V0/2d
4ε0S/5dより
(4ε0S/5d)/(ε0V0/2d)
=(4/5)/(1/2)
=4/5×2
＝8/5
第35問 ⑤
解説省略
次回は数学ですね