C16高校物理 5.2.10.静電エネルギー

月曜日, 9月 18, 2023

C16高校物理 コンデンサー 電場と電位

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  静電ネルギーとは,コンデンサーの極板間の電場静電場)がもつエネルギーです.

 電荷を1つ移動させる度に電位差が大きくなり,電荷を移動させるのに必要な仕事が大きくなる感覚をつかんでください.また,静電気力保存力なので,電荷を蓄えるためにした仕事が,コンデンサーが蓄えたエネルギーになることにも注意しましょう.

 静電エネルギーの導出に限らず,問題演習をする中で数列極限の考え方が必要となることも多いので,数学になれておきましょう.

 コンデンサーを充電すると,コンデンサーには,電池のした仕事の全てが静電エネルギーとして蓄えらるわけではありません.失われたエネルギーは抵抗,または回路全体から放出されるジュール熱です.下の動画も参考にしてください.

 大学入試では,静電エネルギーの導出過程がそのまま出題されることがあります.電荷を移動させる回数 $n$ の扱いに気をつけてください.また,コンデンサーを充電するときの,電池がした仕事も頻出問題の1つです.「電池がした仕事は静電エネルギーの2倍」というように,誤って覚えないようにしましょう.

 詳しい説明は下のテキストを参考にしてください.また内容の理解ができたら,ワークブックに取り組んで,自分の言葉で説明したり,例題を解いたりしてください.

テキスト ワークブック


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