この問題解ける方いますか？ 解説もしていただけるとありがたいです！ 問2、「問1のときの回路中のてん

この問題解ける方いますか？ 解説もしていただけるとありがたいです！ 問2、「問1のときの回路中のてんPとして正しいものを次から選べ。」

(1), -2Vo (2), -Vo (3), Vo (4), 2Vo (5), 0

問3、「問1につづいて、スイッチS2を開いてから、スイッチS3を閉じて十分に時間が経過した。このときの回路中の点Pの電位として正しいものを次から選べ。」

(1), (1/3)Vo (2), (2/3)Vo (3), Vo
(4), (4/3)Vo (5), (5/3)Vo (6), 2Vo

No.1 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2016/12/25 22:30

問1は分かるのですか？

各記号の「単位」が書かれていないので、正確には式を立てられませんが、おそらくこんなものでしょう。

問1：2R (Ω) の電位差 2V0 (V)、R (Ω) の電位差 V0 (V)なので、2C (F)に充電された電荷 Q1 は
　　　Q1 = 2C * 2V0 = 2C*V0 (クーロン)　　→④

問2：R (Ω) の電位差 V0 (V)なので、接地電位からの電位差は V0。　　→③

　分かります？　十分時間が経ったら、コンデンサは充電されて電流は流れないので、回路の電流は全て「2R」→「R」の「合計 3R (Ω) 」の抵抗を流れるので、その電流は
　　I = 3V0 / 3R = V0/R (A)
よって、「R」の電位差は
　　V1 = I * R = V0/R * R = V0 (V)

問3：C と 2C の直列合成容量 C1 は
　　1/C1 = 1/C + 1/2C
より
　　C1 = (2/3)C
よって S3 を閉じて充電される電荷 Q2 は
　　Q2 = (2/3)C * 3V0 = 2C*V0 (クーロン）

ここで、上の「2C」のコンデンサーの電荷をQ3、下の「C」のコンデンサーの電荷をQ4 とすると、上のコンデンサーの上側電極（正側）には +Q3、下側電極（負側）には -Q3、下のコンデンサーの上側電極（正側）には +Q4、下側電極（負側）には -Q4 が帯電するので、コンデンサーの間には
　　-Q3 + Q4 = -2C*V0 (クーロン)　　(a)
が帯電します。
　また、上のコンデンサーの電位差は Q3/2C、下のコンデンサーの電位差は Q4/C なので
　　 Q3/2C + Q4/C = 3V0　　　(b)
ということです。(a)(b) を解けば
　　Q3 = (10/3)C*V0
　　Q4 = (4/3)C*V0
となります。

ということで、P点の電位は
　　(4/3)C*V0 / C = (4/3)V0　　→④

この回答へのお礼

クリスマスなのにも関わらず回答していただき本当にありがとうございます！！

お礼日時：2016/12/25 22:32