問題11 問7の解答
各金属板にたまっている電気量が上図の状態から
スイッチS2を開いてからスイッチS1を閉じると、電気量は以下の図のようになります。
ポイントは
点です。
金属板LMの電位差がVに一致するので、金属板Lの下側にたまる電気量は問1で求めた q になり、
セットの金属板Mの上側には −q の電気量がたまります。(電気容量と電位差が同じなので「Q=CV」より電気量は問1で求めた電気量と一致する。)
またそのほかの部分の電気量は、金属板Kと金属板Nの電気量が保存されているので変わりません。
(金属板Kの外側はセットとなる金属板が存在しないので電気量は0。したがって保存されている電気量Qは金属板Kの下側にたまる。
金属板Kの下側と対になる金属板Lの上側の電気量は−Qになる。金属板Nに関しても同様にもとめられます。)
したがって各金属板にたまる電気量は上図のようになるわけです。
問題を見ると金属板Lにたくわえられた電気量はq’になったと書いてあります。
つまり q' が上図の金属板Lにたくわえられた電気量に等しいわけだから
q' = q +(−Q)
したがって答えは
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