💡 ヒント:誘電体の挿入(電池接続 / 切断)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

誘電体を入れると容量は \(\varepsilon_r\) 倍。ただし「電池が接続されているか」で結果が正反対になります。

✏️ 求めるもの

誘電体挿入後の電気量・電位差・電場の変化倍率(電池接続・切断それぞれの条件で)。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 条件を判別:「電池が接続されたまま」= \(V\) 一定/「スイッチを開く」= \(Q\) 一定
  2. 容量の変化:\(C \to \varepsilon_r C_0\) を押さえる
  3. \(Q = CV\) の関係:一定でない方を \(Q = CV\) から求める
  4. 電場の変化:\(E = V/d\) で判定(\(d\) は不変なので \(V\) の変化がそのまま \(E\) の変化)
注意

「電池がある」か「切断されている」かで結果が正反対。問題文を何度も読み直すこと。「S を開いた後で誘電体を入れる」のようにタイミングが重要。