💡 ヒント:平行板コンデンサー

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

2枚の金属板(極板)を向かい合わせに平行に置き、電池につないで充電します。極板の間には一様な電場ができ、電位差(電圧)が生じます。

コンデンサーは「電気を蓄える容器」。容量 \(C\) が大きいほど多くの電荷を蓄えられます。3つの量 \(Q\)(電気量)、\(V\)(電位差)、\(C\)(容量)は \(Q = CV\) の関係で結ばれています。

✏️ 求めるもの

(1) 極板間の電位差 \(V\)〔V〕:極板間の電場 \(E\) と距離 \(d\) から計算。

(2) 蓄えられる電気量 \(Q\)〔C〕:\(Q = CV\) で計算。

🔬 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. (1) 電位差:問題に与えられた電場 \(E\) と極板間隔 \(d\) を \(V = Ed\) に代入
  2. (2) 電気量:容量 \(C\) と (1) で求めた \(V\) を \(Q = CV\) に代入
  3. 単位変換:\(\mu\)F なら \(10^{-6}\) F、pF なら \(10^{-12}\) F、nF なら \(10^{-9}\) F
  4. 指数計算:\(C \times V = Q\) の掛け算では、指数を丁寧に足し合わせる
注意

単位の接頭語(\(\mu\), n, p)を指数に直すのを忘れない。\(\mu\)F は \(10^{-6}\) F、pF は \(10^{-12}\) F。単位を揃えずに掛け算すると桁が大幅にずれる。また、\(V = Ed\) は一様な電場のときだけ使える公式(点電荷の電場では成立しない)。