この問題の解き方を教えてください！

この問題の解き方を教えてください！

No.2 回答者： masterkoto 回答日時： 2018/08/27 13:38

ERCからなる（１）の回路をEの負極側からスタートしてひと回りすると電位は昇降して０に戻る・・・A

（回路をひと回りすると電位は（昇降して）０に戻る：これは押さえておくべき基本です）
つまり、起電力と抵抗の電圧＋コンデンサの電圧が等しい・・①
時刻t0では
Q=CVより　はじめQ=0だから　Cの電圧も０
→E=RI0+0 (I0はt0における電流）
このことから求める


２）十分な時間経過後は電流は０になる
抵抗の電圧降下が0になる
①より
E=0+コンデンサの電圧
∴コンデンサの電圧=E
このことから求める

3)2Cのコンデンサの上側の極版に蓄えられる電荷をQ
Cのコンデンサの上側の極版に蓄えられる電荷をqとする
２）まででCの上側の極板には＋の電荷＝CE（公式Q=CVより。本問で使う文字と同じなので混同しないように電荷＝CEとしています）
が蓄えられている。
この1部が２Cの上側の極板に移動する

電荷保存則によりQ+q=CE
もちろんQ=2CV
q=Cv も成り立つ　
Aより V=v（Vは２Cの電圧　ｖはｃの電圧　いずれも局板下側が低電位→そうでないと冒頭のAが成り立たない）
これら４式からQを求める

No.1 回答者： スチールウール 回答日時： 2018/08/26 23:20

1.スイッチを変えた瞬間はコンデンサには電荷が無く電位はゼロなのでE=RI+0から求める

2.十分に時間が経つと、グラフから電流はなくなる、つまり抵抗で電圧降下しなくなるので、コンデンサの電圧はE。あとはQ=CVから出る

3.やっぱり十分に時間が経つと抵抗での電圧変化はゼロ
Cと2Cのコンデンサの電圧は等しく(Vcとでも置いておく)、電荷(Q1とQ2とする)の和は2で求めたものになる
Q1+Q2=CE→Q1=CE-Q2…①
Vc=Q1/C=Q2/2C…②

①を②に代入して、
E-Q2/C=Q2/2C
Q2=2/3*CE