理論静電気・電磁気静電気・電界・コンデンサ出題頻度: ★☆☆☆☆
2025年3月23日実施 理論 B問題 問17
図のように，十分大きい平らな金属板で覆われた床と平板電極とで作られる空気コンデンサが二つ並列接続されている。二つの電極は床と平行であり，それらの面積は左側がA1=10-3 m2，右側がA2=10-2 m2である。床と各電極の間隔は左側がd=10-3 mで固定，右側がx[m]で可変，直流電源電圧はV0=1000 Vである。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，空気の誘電率をε=8.85×10-12 F/mとし，静電容量を考える際にコンデンサの端効果は無視できるものとする。
(a)配点: 5点
まず，右側のx[m]をd[m]と設定し，スイッチSを一旦閉じてから開いた。このとき，二枚の電極に蓄えられる合計電荷Qの値[C]として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
(b)配点: 5点
上記(a)の操作の後，徐々にxを増していったところ，x=3.0×10-3 mのときに左側の電極と床との間に火花放電が生じた。左側のコンデンサの空隙の絶縁破壊電圧Vの値[V]として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
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