74PM77|第74回 診療放射線技師国家試験 過去問

過去問題(分野未登録)第74回

平行板コンデンサを図Aに示す。 これを図Bのように電極間距離l[m]を半分にし、比誘電率εrが3の誘電体を入れたとき、静電容量[F]は何倍になるか。 ただし、ε0は真空中の誘電率とする。

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正解: 4

正答

4

この問題のポイント

平行板コンデンサC=ε₀εrA/dで、誘電率と電極間距離の変化を比で評価します。

解説

図Aの静電容量はC₀=ε₀A/lです。図Bでは電極間全体を比誘電率3の誘電体が満たし、距離がl/2になるので、C=ε₀×3×A/(l/2)=6ε₀A/l=6C₀です。誘電体による3倍と距離半減による2倍を掛けます。

選択肢の確認

1

1.1

判定:正答ではない(記述は誤り)。 1倍では誘電体挿入と電極間距離半減の両効果を無視しています。

2

2.2

判定:正答ではない(記述は誤り)。 2倍は距離半減だけを考え、比誘電率3による増加を含めていません。

3

3.4

判定:正答ではない(記述は誤り)。 4倍は誘電率と距離の倍率を誤って加算した値で、積6にはなりません。

4

4.6

判定:正答(記述は正しい)。 比誘電率3×距離半減による2倍=6倍が公式図Bの静電容量比です。

5

5.9

判定:正答ではない(記述は誤り)。 9倍は比誘電率3を二重に掛けた値で、距離変化は2倍の効果です。

覚えるポイント

  • 平行板コンデンサはC=εA/dです。
  • 誘電率3倍かつ距離1/2なら、静電容量は3×2=6倍です。

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