Movie size

5分で解ける!RC回路に関する問題

0

子どもの勉強から大人の学び直しまで
ハイクオリティーな授業が見放題

カンタン登録1分

この動画の問題と解説

練習

一緒に解いてみよう

高校物理 電磁気35 練習 全部

解説

これでわかる!
練習の解説授業
lecturer_avatar

起電力Eの電池に抵抗値R,rの2つの抵抗と、電気容量Cのコンデンサーを接続します。 RC回路はコンデンサーの電気量に注目 して解いていきましょう。

スイッチSを入れた直後はQ=0

高校物理 電磁気35 練習 (1)問題文

lecturer_avatar

一見複雑そうですが、分かるところから1つ1つ確認していきます。
①スイッチをつなぐ前のコンデンサーには電荷が蓄えられていないので、 スイッチをつないだ直後のコンデンサーの電荷は0[C] ですね。
②Q=CVの関係から、Q=0なので コンデンサーにかかる電圧も0[V] です。
③コンデンサーと抵抗rは並列接続なので、 抵抗rにかかる電圧も0[V] になります。
④抵抗rにかかる電圧が0[V]なので、オームの法則V=rIから 抵抗rを流れる電流も0[A] となります。

lecturer_avatar

以上のことから、スイッチSを流れる電流Iはいったいいくらになるのでしょうか。

高校物理 電磁気35 練習 図 赤字の書き込み全てあり

lecturer_avatar

コンデンサーと抵抗rにかかる電圧が0ならば、 起電力Eの電圧はすべて抵抗Rにかかる ことになります。オームの法則から、
E=RI
となり、抵抗Rを流れる電流が求められますね。抵抗RとスイッチSは直列接続で電流の値が同じなので、この抵抗Rの電流が求める電流Iとなります。

(1)の答え
高校物理 電磁気35 練習 (1) 右側1−2行目

充分時間が経過したときの電気量Qは一定

高校物理 電磁気35 練習 (2)問題文

lecturer_avatar

(2)のキーワードは 充分時間が経過した という点です。充分時間が経過し、充電が完了したコンデンサーの電気量は一定になりますね。コンデンサーの電気量が一定であれば、極板につながれた導線には一切電流が流れません。 電流は2つの抵抗Rとrにだけ流れる こととなります。

高校物理 電磁気35 練習 (2) 手書き図

lecturer_avatar

ここで、コンデンサーからは電流が流れ出ないと考えると、 2つの抵抗Rとrは直列接続なので同じ電流が流れます ね。電池の起電力はE、抵抗値R、rの合成抵抗はR+rなので、スイッチSに流れる電流Iは、
I=E/(R+r) となります。

lecturer_avatar

さらに、コンデンサーCは、抵抗rと並列接続をしているので、かかる電圧Vが同じです。
V=rI
Q=CV に代入することで、コンデンサーの電気量を求めることができます。

(2)の答え
高校物理 電磁気35 練習 (2) 答えすべて
lecturer_avatar

RC回路はコンデンサーの電気量の時間変化に注目 して解いていきましょう。

RC回路
0
友達にシェアしよう!
Logo black
Register description
  • すべての授業の「要点まとめノート」「問題・解答」をPDF無料ダウンロードできる
  • 学校で使っている教科書にあわせて勉強できる
  • わからないところを質問できる

      会員登録をクリックまたはタップすると、利用規約・プライバシーポリシーに同意したものとみなします。