問題平行平板コンデンサに関する記述として、誤っているものはどれか。ただし、極板間の電界は一様であるとする。
- a極板間に誘電体を挿入すると、極板間の静電容量は挿入前より小さくなる。
- b向かい合う 2 枚の極板の間には、互いに引き合う向きの静電力が働く。
- c蓄えられる静電エネルギーは、蓄積電荷を Q[C]、端子電圧を V[V] として W=(1/2)QV[J] で表される。
- d極板間の電界の強さは、極板間の電圧を極板間隔で割った値に等しい。
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正解：a. 極板間に誘電体を挿入すると、極板間の静電容量は挿入前より小さくなる。
誘電体の誘電率は真空の誘電率より大きく、C=εS/d より静電容量は挿入前より大きくなる。したがって小さくなるとする記述は誤りである。一様電界で E=V/d が成り立つこと、静電エネルギーが W=(1/2)QV=(1/2)CV²=Q²/(2C) と表せること、2 枚の極板は互いに異符号の電荷をもつため引き合う向きの静電力が働くことは、いずれも正しい記述である。
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