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前期期末　物理

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81問 • 1年前
  • 倉本絆那
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    問題一覧

  • 1

    An electroscope is charged by touching it with a positive rod A. The electroscope leaves spread apart, and the rod A is removed. Then a negatively charged rod B is brought close to the top of the electroscope, but it does not touch. What happens to the leaves? A. The leaves move closer together. B. The leaves spread farther apart. C. The leaves do not change their position.

    プラスに帯電した棒Aを電気スコープに接触させて帯電させ、電気スコープの葉を広げ、棒Aを取り除く。次に、マイナスに帯電した棒Bを電 気顕微鏡の上部に近づけるが、接触しない。葉はどうなりますか？ 葉はどうなりますか？ A. 葉は互いに近づく。 B. 葉が離れて広がる。 C. 葉の位置は変わらない。

  • 2

    Rank in order, from most positive to most negative, the charges to of these five systems. A. Proton B. Electron C. 17 protons and 19 electrons D. 1,000 protons and 1,000 electrons E. Glass ball missing 3 electrons

    これら5つのシステムの電荷を、最もプラスから最もマイナスの順に並べなさい。 A. 陽子 B. 電子 C. 陽子17個、電子19個 D. 陽子1,000個と電子1,000個 E. 3個の電子を失ったガラス球

  • 3

    A honeybee acquires a positive charge when flying in the air. This charge attracts pollen to the bees. Explain how a neutral, conductive pollen grains are attracted to positively charged bees.

    ミツバチは空中を飛ぶとプラスの電荷を帯びる。この電荷がミツバチに花粉を引き寄せる。中性の導電性花粉が、どのようにして正電荷を帯びたミツバチに引き寄せられるかを説明しなさい。

  • 4

    Four small balls A, B, C, and D are suspended by threads.  Ball A has been touched by a plastic rod that was rubbed with wool.  When the balls are brought close together, without touching, the following observations are made a. Balls B, C, and D are attracted to ball A. b. Balls B and D have no effect on each other. c. Ball B is attracted to ball C.  What are the charge states (positive, negative, or neutral) of balls A, B, C, and D?

    4つの小さなボールA、B、C、Dが糸で吊り下げられている。 ボールAは、羊毛でこすったプラスチックの棒に触れている。 ボールに触れずにボールを近づけると、次のような観察結果が得られる。 a. ボールB、C、DはボールAに引き寄せられる。 b. ボール B と D は互いに影響しない。 c. ボール B はボール C に引き付けられる。 ボールA、B、C、Dの電荷状態（正、負、中性）は何ですか?

  • 5

    Two electrically neutral conducting small balls hang from threads.  Choose the diagram that shows how the balls hang after a. Both are touched by a negatively charged rod. b. Ball 1 is touched by a negatively charged rod and ball 2 is touched by a positively charged rod. c. Both are touched by a negatively charged rod but ball 2 picks up more charge than ball 1. d. Only ball 1 is touched by a negatively charged rod. Note that parts a through d are independent; these are not actions taken in sequence.

    2つの電気的に中性な導電性の小さなボールが糸からぶら下がっている。 次のうち、ボールがどのようにぶら下がっているかを示す図を選びなさい。 a. 両方とも負に帯電した棒に触れた。 b. ボール1は負に帯電した棒に触れられ、ボール2は正に帯電した棒に触れられる。 c. 両方とも負に帯電した棒に触れられるが、ボール 2 の方がボール 1 より多くの電荷を拾う。 d. ボール1だけが負に帯電した棒に触れる。 a から d の部分は独立しており、これらは順番に行われる行動ではないことに注意。

  • 6

    Consider a system of two equal and opposite charges. If a third charge is brought near the system, does the force between the first two charges change?

    2つの等しく反対の電荷の系を考える。 第3の電荷を系に近づけた場合、最初の2つの電荷間の力は変化するか？

  • 7

    A glass object is charged to +5.0 nC by rubbing. a. Have electrons been removed from the rod or protons added? b. How many electrons have been removed or protons added?

    ガラスの物体をこすると+5.0 nCに帯電する。 a. 棒から電子が取り除かれたか、陽子が加えられたか。 b. 何個の電子が取り除かれ、何個の陽子が加えられたか？

  • 8

    Two identical metal objects A and B are in contact. Both are initially neutral. 1.0 × 10 electrons are added to object A, then the two spheres are separated. Afterward, what are the charge of A and the charge of B?

    2つの同じ金属物体AとBが接触している。両者とも最初は中性である。 物体Aに1.0×10個の電子を加えた後、2つの球を分離する。 その後、Aの電荷とBの電荷はどうなるか。

  • 9

    Two identical metal objects A and B are connected by a plastic rod. Both are initially neutral. 1.0 × 10 electrons are added to object A, then the connecting rod is removed. Afterward, what are the charge of A and the charge of B?

    2つの同じ金属物体AとBがプラスチックの棒でつながっている。両方とも最初は 中性である。物体Aに1.0×10個の電子を加えた後、連結棒を外した。 その後、Aの電荷とBの電荷はどうなるか。

  • 10

    Two 1.0 kg point masses are 1.0 m apart on a frictionless table. Each has +1.0 μC of charge. a. What is the magnitude of the electric force on one of the masses? b. What is the initial acceleration of each mass if they are released and allowed to move?

    2つの1.0kgの点質量が摩擦のないテーブルの上で1.0m離れている。それぞれの電荷は+1.0μCである。 a. 一方の質量にかかる電気力の大きさは？ b. それぞれの質量を放し、移動させたときの初期加速度はいくらか？

  • 11

    Two +10 nC charged objects are 2.0 cm apart on the x-axis. What is the net force on a +1.0 nC charge midway between them?  What is the net force if the charged particle on the right is replaced by a -10 nC charge?

    2つの+10 nCの荷電物体がx軸上で2.0 cm離れている。その中間にある+1.0 nCの電荷にかかる正味の力は？ 右側の荷電粒子を-10 nCの電荷で置き換えた場合の正味の力は？

  • 12

    Three charged objects with A= -50 nC, B= +50 nC, and C= +30 nC are placed as shown in the figure.  What is the net force on charge C due to the other two charges?

    A= -50 nC、B= +50 nC、C= +30 nCの3つの荷電物体が図のように置かれている。 他の2つの電荷によって電荷Cにかかる正味の力はいくらか。

  • 13

    Rank in order, from largest to smallest, the electric field strengths to at points A to D.

    A点からD点までの電界強度を、大きいものから小さいものへと順番に並べる。

  • 14

    Each part of the figure shows two points (1, 2) near two charges.  Compare the electric field strengths E1 and E2 at these two points. Is E1< E2 , E1 =E2 , or E1 > E2 ?

    図の各部分は、2つの電荷に近い2点(1, 2)を示している。 これらの2点における電界強度E1 とE2 を比較しなさい。E1<E2 か、E1 =E2 か、E1 > E2 か。

  • 15

    Three-point charges are arranged as shown in the figure. Which arrow best represents the direction of the electric field vector at the position of the point?

    三点電荷が図のように配置されている。 点の位置における電場ベクトルの方向を最もよく表す矢印はどれか。

  • 16

    The electron in a hydrogen atom orbits the proton at a radius of 53 pm.  What is the electric field due to the proton at the position of the electron?

    水素原子の電子は半径53pmで陽子の周りを回っている。 電子の位置での陽子による電場は？

  • 17

    Two-point charges are arranged as shown in the figure. What is the electric field strength along the line connecting the charges at a point 1.2 cm to the right of the positive charge?

    二点電荷は図のように配置されている。正電荷の右1.2cmの地点にある電荷を結ぶ線に沿った電界の強さは？

  • 18

    A -10 nC charge is located at the origin. a. What are the strengths of the electric fields at the positions (x , y) = (0.0 cm, 5.0 cm),(-5.0 cm, -5.0 cm), and (-5.0 cm, 5.0 cm)? b. Draw the electric field vectors at these points.

    10nCの電荷が原点にある。 a. (x , y) = (0.0 cm, 5.0 cm), (-5.0 cm, -5.0 cm), (-5.0 cm, 5.0 cm)の電界の強さは何 cm か。 b. これらの点における電界ベクトルを描け。

  • 19

    An electric field E = (100,000 N/C, right) causes the m=5.0g ball in the figure to hang at a θ=20° angle.  What is the charge q on the ball?

    電界E=(100,000 N/C、右)により、図のm=5.0gのボールがθ=20°の角度でぶら下がる。 ボールの電荷qは何ですか？

  • 20

    A 15 nC charged object moves from point A, where the electric potential is 300 V, to point B, where the electric potential is -200 V. (ア)By how much does the electric potential change? (イ) By how much does the object’s electric potential energy change? (ウ)How would your answers differ if the object’s charge were -15 nC?

    15nCの帯電物体が電位300VのA点から電位-200VのB点に移動する。 (ア)電位はどのくらい変化するか。 (イ)物体の電位エネルギーはどのくらい変化しますか。 (ウ)物体の電荷が-15 nCの場合、答えはどう違うか？

  • 21

    Moving a charge from point A, where the potential is 2 kV, to point B, where the potential is 1 kV, takes 5 mJ of work. What is the value of the charge?

    電位が2kVの点Aから電位が1kVの点Bに電荷を移動させるには、5mJの仕事が必要である。電荷の値は？

  • 22

    A proton moves through an electric potential created by source charges. Its speed is 2.5 × 10^5m/s at a point where the potential is 1500 V. What will be the proton’s speed a short time later when it reaches a point where the potential is -500 V?

    陽子は、電荷源によって作られた電位中を移動する。電位が1500 Vの地点での陽子の速度は2.5×10^5m/sである。しばらくして電位が-500 Vの地点に到達したときの陽子の速度はどうなるか。

  • 23

    Atomic particles are often represented by their kinetic energy in MeV. What is the speed of an 8.7 MeV proton?

    原子粒子はしばしば運動エネルギー（MeV）で表される。8.7MeVの陽子の速度は？ 8.7MeVの陽子の速度は？

  • 24

    The graph shows the electric potential energy as a function of separation for two-point charges. If one charge is +0.44 nC, what is the other charge?

    グラフは、2点電荷の分離の関数としての電位エネルギーを示している。一方の電荷が+0.44 nCのとき、もう一方の電荷は何 nCか？

  • 25

    It takes 3.0μJ of work to move a 15 nC charge from point A to B.  It takes -5.0 μJ of work to move the charge from C to B.  What is the potential difference Vc−Va ?

    15nCの電荷をA点からB点に移動させるには3.0μJの仕事が必要である。 CからBへ電荷を移動させるには-5.0μJの仕事が必要である。 電位差Vc-Vaは？

  • 26

    A 20 pC charge is moved from a point where V= 100 V to a point where V= -50 V.  How much work is done by the force that moves the charge?

    20pCの電荷がV=100Vの地点からV=-50Vの地点に移動する。 電荷を移動させる力によってどれだけの仕事がなされるか？

  • 27

    A parallel-plate capacitor is constructed of two plates spaced 2.00 mm apart. It is charged to a potential difference of 500 V.  A proton is shot through a small hole in the negative plate with a speed of 2.0 × 10^5m/s. What is the farthest distance from the negative plate that the proton reaches?

    平行平板コンデンサは、2.00mm間隔の2枚のプレートで構成されています。 500Vの電位差に充電されている。 陽子は負極板の小さな穴から2.0×10^5m/sの速度で発射される。 陽子が負極板から最も遠くに到達する距離は？

  • 28

    What is the electric potential 1.0 cm from a 1.0 nC point charge?  What is the potential difference between a point 1.0 cm away and a second point 3.0 cm away?

    1.0nCの点電荷から1.0cmの電位は？ 1.0cm離れた点と3.0cm離れた2点間の電位差は？

  • 29

    At one point in space, the electric potential energy of a 15 nC charge is 45 μJ. a. What is the electric potential at this point? b. If a 25 nC charge were placed at this point, what would its electric potential energy be?

    空間のある点で、15nCの電荷の電位エネルギーは45μJである。 a. この点での電位は？ b. 25nCの電荷がこの点に置かれた場合、その電位エネルギーはいくらか？

  • 30

    An electron has been accelerated from rest through a potential difference of 1000 V. a. What is its kinetic energy, in electron volts? b. What is its kinetic energy, in joules? c. What is its speed?

    電子が静止状態から1000 Vの電位差を通して加速された。 a. その運動エネルギーは何電子ボルトですか？ b. その運動エネルギーは何ジュールか？ c. その速度は？

  • 31

    A proton has been accelerated from rest through a potential difference of -1000 V. a. What is its kinetic energy, in electron volts? b. What is its kinetic energy, in joules? c. What is its speed?

    陽子は静止状態から-1000 Vの電位差を通して加速された。 a. その運動エネルギーは何電子ボルトですか？ b. 運動エネルギーは何ジュールか？ c. その速度は？

  • 32

    What potential difference is needed to accelerate a He+ ion (q= 1.60 × 10^-19C,m=4 × 1.66 × 10^-17kg) from rest to a speed of v= 1.0 × 10^6 m/s?

    He+イオン(q=1.60×10^-19C,m=4×1.66×10^-17kg)を静止状態からv=1.0×10^6m/sの速度まで加速するのに必要な電位差は？

  • 33

    An electron with an initial speed of 5.0 × 10^6 m/s is brought to rest by an electric field. a. Did the electron move into a region of higher potential or lower potential? b. What was the potential difference that stopped the electron? c. What was the initial kinetic energy of the electron, in electron volts?

    初速5.0×10^6m/sの電子が電界によって静止する。 a. 電子は電位の高い領域に移動したか、低い領域に移動したか？ b. 電子を止めた電位差は？ c. 電子の最初の運動エネルギーは何電子ボルトでしたか？

  • 34

    A proton with an initial speed of 8.0 × 10^6m/s is brought to rest by an electric field. a. Did the proton move into a region of higher potential or lower potential? b. What was the potential difference that stopped the proton? c. What was the initial kinetic energy of the proton, in electron volts?

    初速8.0×10^6m/sの陽子が電場によって静止する。 a. 陽子は電位の高い領域に移動したか、低い領域に移動したか？ b. 陽子を停止させた電位差は何であったか？ c. 陽子の最初の運動エネルギーは何電子ボルトでしたか？

  • 35

    The electric potential at a point that is halfway between two identical charged particles is 0.5 kV. What is the potential at a point that is 20% of the way from one particle to the other?

    2つの同じ荷電粒子の中間にある点の電位は0.5kVである。 一方の粒子から他方の粒子まで20%の距離にある点の電位は？

  • 36

    A 2.0 cm × 2.0 cm parallel-plate capacitor has a 2.0 mm spacing. The electric field strength inside the capacitor is 1.0 × 10^5V/m. a. What is the potential difference across the capacitor? b. How much charge is on each plate?

    2.0cm×2.0cmの平行平板コンデンサの間隔は2.0mmである。コンデンサ内部の電界強度は1.0×10^5V/mである。 a. コンデンサを横切る電位差は？ b. 各プレート上の電荷量は？

  • 37

    Two 2.00 cm × 2.00 cm plates that form a parallel-plate capacitor are charged to ± 0.708 nC.  What are the electric field strength inside and the potential difference across the capacitor if the spacing between the plates is (a) 1.00 mm and (b) 2.00 mm?

    平行平板コンデンサーを形成する2枚の2.00cm×2.00cmの板は±0.708nCに充電されている。 板と板の間隔が(a)1.00 mmと(b)2.00 mmのとき、コンデンサー内部の電界強度とコンデンサー全体の電位差はいくらか。

  • 38

    a. In the figure, which capacitor plate, left or right, is the positive plate? b. What is the electric field strength inside the capacitor? c. What is the potential energy of a proton at the midpoint of the capacitor?

    a. 図中、コンデンサの正極板は左右どちらか？ b. コンデンサ内部の電界強度は？ c. コンデンサの中点における陽子の位置エネルギーは？

  • 39

    a. What is the electric potential at points A, B, and C in the figure? b. What is the potential energy of an electron at each of these points? c. What are the potential differences ΔVab and ΔVbc ?

    a. 図中の点A、B、Cにおける電位はいくらか。 b. これらの各点における電子のポテンシャルエネルギーは？ c. 電位差ΔVabとΔVbcは？

  • 40

    What is the electric potential at the point indicated with the dot in the figure?

    図中の点で示された点の電位は？

  • 41

    What is the electric potential at the point indicated in the figure?

    図に示された点の電位は？

  • 42

    a. What is the potential difference between the terminals of an ordinary AA or AAA battery? (If you’re not sure, find one and look at the label.) b. An AA battery is connected to a parallel-plate capacitor having 4.0-cm-diameter plates spaced 2.0 mm apart. How much charge does the battery move from one plate to the other?

    a. 普通の単3形または単4形電池の端子間の電位差はどのくらいか？(わからなければ、電池を見つけてラベルを見よ）。 b. 単3形電池を、直径4.0cmの板が2.0mm間隔で並んだ平行平板コンデンサに接続する。電池が一方のプレートから他方のプレートに移動する電荷量は？

  • 43

    a. In the figure, which point, A or B, has a higher electric potential? b. What is the potential difference between A and B?

    a. 図において、AとBのどちらの点の電位が高いか？ b. AとBの電位差は？

  • 44

    In the figure, the electric potential at point A is -300 V. What is the potential at point B, which is 5.0 cm to the right of A?

    図において、A点の電位は-300Vである。A点の右5.0cmにあるB点の電位は？

  • 45

    What is the potential difference between Xi =10 cm and Xf=30 cm in the uniform electric field Ex=1000 V/m?

    一様な電場Ex=1000V/m中、Xi=10cmとXf=30cmの電位差は？

  • 46

    What are the magnitude and direction of the electric field at the dot in the figure?

    図の点における電界の大きさと方向は？

  • 47

    What are the magnitude and direction of the electric field at the dot in the figure?

    図の点における電界の大きさと方向は？

  • 48

    In the figure a 1 cm × 1 cm grid is superimposed on an equipotential map of the potential. Estimate the strength and direction of the electric field at points 1 and 2.  Show your results graphically by drawing the electric field vectors on the equipotential map.

    図では、1cm×1cmの格子が電位の等電位図に重ねられている。点 1 と 2 における電場の強さと方向を推定しなさい。 等電位図に電場ベクトルを描いて、結果をグラフで示せ。

  • 49

    The spacing between the plate electrodes of a 1.0 μF parallel-plate capacitor is 0.070 mm. a. What is the surface area of the plates? b. How much charge is on the plates if this capacitor is attached to a 1.5 V battery?

    1.0μFの平行平板コンデンサの平板電極間の間隔は0.070mmである。 a. プレートの表面積は？ b. このコンデンサを1.5Vの電池に取り付けた場合、プレートにはどれだけの電荷があるか？

  • 50

    You need to construct a 100 pF capacitor for a Kosen science project.  You plan to cut two L×L metal squares and place spacers between them.  The spacers you have are 0.20 mm thick. What is the proper value of L?

    あなたは高専の科学プロジェクトで100pFのコンデンサを作る必要があります。 L×Lの金属正方形を2つ切り、その間にコンデンサを挟みます。 手持ちのコンデンサの厚さは0.20mmである。 Lの適切な値は？

  • 51

    A parallel-plate capacitor is charged using a 100 V battery. Then the battery is removed. If a dielectric material is slid between the plates, filling the space inside, the capacitor voltage drops to 30 V. What is the dielectric constant of the dielectric?

    平行平板コンデンサーを100Vバッテリーで充電。その後、電池を取り外す。 誘電体を板の間に挟み、中の空間を満たすと、コンデンサーの電圧は30 Vに低下する。誘電体の誘電率は？

  • 52

    A 1.2 nF parallel-plate capacitor has an air gap between its plate electrodes. Its capacitance increases by 3.0 nF when the gap is filled by a dielectric material. What is the dielectric constant of that dielectric?

    1.2nFの平行平板コンデンサは、平板電極間に隙間がある。このギャップを誘電体で埋めると、静電容量は3.0nF増加する。その誘電体の誘電率は？

  • 53

    How much energy is stored in a 220 μF flash capacitor that has been charged to 330 V? What is the average power delivered to the flash if this capacitor is discharged in 1.0 ms?

    330Vに充電された220μFの放電用コンデ ンサに蓄えられるエネルギーはいくらか？このコンデンサを1.0msで放電した場合、放電に供給される平均電力はいくらか？

  • 54

    Two uncharged metal objects, spaced 15 cm apart, have a capacitance of 24 pF. How much work would it take to move 12 nC of charge from one object to the other?

    15cm離れた2つの帯電していない金属物体の静電容量は24pFである。一方の物体から他方の物体へ12nCの電荷を移動させるには、どれだけの仕事が必要か？

  • 55

    Two 1.5 cm x 1.5 cm square aluminum electrodes, spaced 0.20 mm apart, are connected to a 10 V battery. a. What is the capacitance?  b. What is the charge on negative electrode?

    1.5cm×1.5cmの正方形のアルミニウム電極が2本、0.20mmの間隔で、10Vの電池に接続されている。 a. 静電容量は？ b. 負電極の電荷は？

  • 56

    An uncharged capacitor is connected to the terminals of a 3.0 V battery, and 6.0 C flows to the positive plate.  The 3.0 V battery is then disconnected and replaced with a 5.0 V battery, with the positive and negative terminals connected in the same manner as before.  How much additional charge flows to the positive plate?

    充電されていないコンデンサーが3.0Vバッテリーの端子に接続され、正極板に6.0Cが流れる。 その後、3.0Vの電池を外し、5.0Vの電池と交換し、プラスとマイナスの端子を前と同じように接続する。 正極板にはどれだけの電荷が流れますか？

  • 57

    A switch that connects a battery to a 1.5 mF capacitor is closed. Several seconds later, you find that the capacitor plates are charged up to ±0.73 mC. What is the battery voltage?

    バッテリーを1.5mFのコンデンサーに接続するスイッチが閉じられる。数秒後、コンデンサーのプレートが±0.73 mCまで充電されていることに気づく。バッテリーの電圧は？

  • 58

    What is the voltage of a battery that will charge a 24 mF capacitor to ±48 mC?

    24mFのコンデンサーを±48mCまで充電するバッテリーの電圧は？

  • 59

    Two electrodes connected to a 9.0 V battery are charged to ±45 nC. What is the capacitance of the electrodes?

    9.0Vの電池に接続された2つの電極は±45nCまで充電される。 電極の静電容量は？

  • 60

    Initially, the switch in the figure is open and the capacitor is uncharged.  How much charge flows through the switch after the switch is closed?

    最初、図のスイッチは開いており、コンデンサは充電されていない。 スイッチが閉じた後、スイッチにはどれだけの電荷が流れますか？

  • 61

    A 1.2 nF parallel-plate capacitor has an air gap between its plates. Its capacitance increases by 3.0 nF when the gap is filled by a dielectric. What is the dielectric constant of that dielectric?

    1.2nFの平行平板コンデンサは、プレート間にエアギャップがある。ギャップを誘電体で埋めると、キャパシタンスは3.0nF増加する。その誘電体の誘電率は？

  • 62

    A science-fair radio uses a homemade capacitor made of two 35 cm x 35 cm sheets of aluminum foil separated by a 0.25-mm-thick sheet of paper. What is its capacitance?

    科学見本市のラジオは、厚さ0.25mmの紙で区切られた35cm×35cmのアルミホイル2枚でできた自家製コンデンサを使っている。その静電容量は？

  • 63

    A 25 pF parallel-plate capacitor with an air gap between the plates is connected to a 100V battery. A Teflon slab is then inserted between the plates and completely fills the gap. What is the change in the charge on the positive plate when the Teflon is inserted?

    プレート間にエアギャップのある25pFの並列平板コンデンサーを100Vのバッテリーに接続。その後、テフロン板がプレートの間に挿入され、ギャップを完全に埋めた。テフロンを挿入したときの正極板の電荷の変化は？

  • 64

    Two 2.0-cm-diameter electrodes with a 0.10-mm-thick sheet of Teflon between them are attached to a 9.0 V battery. Without disconnecting the battery, the Teflon is removed. What are the charge, potential difference, and electric field (a) before and (b) after the Teflon is removed?

    直径2.0cmの2枚の電極の間に厚さ0.10mmのテフロンを挟み、9.0Vのバッテリーに取り付ける。 バッテリーを外さずに、テフロンを取り除く。 電荷、電位差、電界は、(a)テフロンを外す前、(b)外した後ではどうなっているか？

  • 65

    A parallel-plate capacitor is connected to a battery and stores 4.4 nC of charge. Then, while the battery remains connected, a sheet of Teflon is inserted between the plates. a. Does the capacitor’s charge increase or decrease? b. By how much does the charge change?

    平行平板コンデンサーはバッテリーに接続され、4.4nCの電荷を蓄える。次に、電池を接続したまま、板と板の間にテフロンシートを挿入する。 a. コンデンサの電荷は増加するか減少するか？ b. 電荷はどのくらい変化するか？

  • 66

    A parallel-plate capacitor is charged by a 12.0 V battery, then the battery is removed. a. What is the potential difference between the plates after the battery is disconnected?  b. What is the potential difference between the plates after a sheet of Teflon is inserted between them?

    平行平板コンデンサが12.0Vの電池で充電され、その後電池が取り出される。 a. バッテリーを外した後のプレート間の電位差は？ b. プレート間に絶縁体の板を挿入した後のプレート間の電位差は？

  • 67

    To what potential should you charge a 0.56 μF capacitor to store 33 mJ of energy?

    33mJのエネルギーを蓄えるには、0.56μFのコンデンサーをどの電位まで充電すべきか？

  • 68

    A pair of 10 μF capacitors in a high-power laser are charged to 1.7 kV. a. What charge is stored in each capacitor?  b. How much energy is stored in each capacitor?

    高出力レーザーの一対の10μFコンデンサが1.7kVに充電される。 a. それぞれのコンデンサに蓄えられる電荷は？ b. それぞれのコンデンサに蓄えられるエネルギーは？

  • 69

    Capacitor 2 has half the capacitance and twice the potential difference as capacitor 1.  What is the ratio (Uc)1 /(UC)2 ?

    コンデンサ2はコンデンサ1の半分の静電容量と2倍の電位差を持つ。 (Uc)1/(UC)2の比は？

  • 70

    7.5 nJ of energy is stored in a 5.0 cm x 5.0 cm x 5.0 cm region of uniform electric field. What is the electric field strength?

    5.0cm×5.0cm×5.0cmの一様電場の領域に7.5nJのエネルギーが蓄えられている。 電場の強さは？

  • 71

    Storm clouds build up large negative charges. The charges dwell in charge centers, regions of concentrated charge. Suppose a cloud has -25 C in a 1.0-km-diameter spherical charge center located 10 km above the ground, as sketched in the figure. The negative charge center attracts a similar amount of positive charge that is spread on the ground below the cloud. The charge center and the ground function as a charged capacitor, with a potential difference of approximately 4.0 x 10^8 V. The large electric field between these two “electrodes” may ionize the air, leading to a conducting path between the cloud and the ground. Charges will flow along this conducting path, causing a discharge of the capacitor—a lightning strike. A) What is the approximate magnitude of the electric field between the charge center and the ground? B) Which of the curves sketched in the figure best approximates the shape of an equipotential drawn halfway between the charge center and the ground? C) What is the approximate capacitance of the charge center + ground system? D) If 12.5 C of charge is transferred from the cloud to the ground in a lightning strike, what fraction of the stored energy is dissipated? E) If the cloud transfers all of its charge to the ground via several rapid lightning flashes lasting a total of 1 s, what is the average power?

    嵐雲は大きな負電荷を蓄積する。電荷は電荷中心、つまり電荷が集中した領域に滞留する。図のように、地上10kmの上空にある直径1.0kmの球状の電荷中心に-25℃の雲があるとする。負の電荷中心は、雲の下の地上に広がる同量の正の電荷を引き寄せる。この2つの「電極」間の大きな電場は空気をイオン化し、雲と地面の間に導電路をもたらす可能性がある。 電荷はこの導電路に沿って流れ、コンデンサの放電（落雷）を引き起こす。 A) 電荷中心と地面との間の電界のおおよその大きさは？ B) 図にスケッチした曲線のうち、電荷中心と地面の中間に描かれた等電位の形状に最も近いものはどれか。 C) 電荷中心＋接地システムのおおよその静電容量は？ D) 落雷によって 12.5 C の電荷が雲から地面に移動した場合、蓄積されたエネルギーの何パーセントが散逸するか？ E) 雲がその電荷のすべてを、合計 1 秒間持続する数回の急速な雷光によって地上に転送する場合、平均電力はいくらか？

  • 72

    A 3.0 μF capacitor, a 6.0 μF capacitor, and a 9.0 μF capacitor are connected in parallel. Find their equivalent capacitance?

    3.0μFのコンデンサ、6.0μFのコンデンサ、9.0μFのコンデンサが並列に接続されている。 それらの等価静電容量を求めよ。

  • 73

    3A 36 μF capacitor, a 18 μF capacitor, and a 6.0 μF capacitor are connected in series. Find their equivalent capacitance?

    36μFのコンデンサ、18μFのコンデンサ、および6.0μFのコンデンサが直列に接続されている。 これらの等価静電容量を求めよ。

  • 74

    For the circuit as shown in the figure, a. What is the equivalent capacitance? b. What is the charge of each of the capacitors?

    図のような回路について a. 等価静電容量は？ b. それぞれのコンデンサの電荷は？

  • 75

    We need a capacitance of 50 μF, but we do not have a 50 μF capacitor. We have many 30 μF capacitors. How many 30 μF capacitors do we need to produce a total capacitance of 50 μF?

    50μFの静電容量が必要だが、50μFのコンデンサがない。30μFのコンデンサはたくさんある。50μFの静電容量を得るには、30μFのコンデンサが何個必要ですか？

  • 76

    We need a capacitance of 50 μF, but we do not have a 50 μF capacitor. We have many 75 μF capacitors. How many 75 μF capacitors do we need to produce a total capacitance of 50 μF?

    50μFの静電容量が必要だが、50μFのコンデンサがない。75μFのコンデンサはたくさんある。合計50μFの静電容量を得るには、何個の75μFコンデンサが必要ですか？

  • 77

    What is the equivalent capacitance of the three capacitors in the figure?

    図の3つのコンデンサの等価静電容量は？

  • 78

    What is the equivalent capacitance of the three capacitors in the figure?

    図の3つのコンデンサの等価静電容量は？

  • 79

    For the circuit as shown in the figure, a. What is the equivalent capacitance? b. What is the charge of each of the capacitors?

    図のような回路について a. 等価キャパシタンスは？ b. それぞれのコンデンサの電荷は？

  • 80

    A typical nerve cell has a membrane potential of -70 mV. This means that the potential inside the cell is 70 mV less than the potential outside. On the inner surface of the cell wall is charged with negative charges. On the outer surface of the cell wall is charged with positive charges. Therefore, the cell wall is a charged capacitor. Because a cell’s diameter is much larger than the wall thickness, we can ignore the cell's curvature and think of it as a parallel-plate capacitor. The dielectric constant of the cell wall is 9.0. A) How much energy is stored in the electric field of a 50- μm-diameter cell with a 7.0- nm-thick cell wall? B) When the nerve cell fires, sodium ions, Na+, flood through the cell wall to switch the membrane potential to +40 mV. How many sodium ions enter the cell as it fires?

    典型的な神経細胞の膜電位は-70mVである。これは、細胞内部の電位が外部の電位より70mV低いことを意味する。細胞壁の内表面は負電荷で帯電している。細胞壁の外側はプラスに帯電している。したがって、細胞壁は帯電したコンデンサーである。細胞の直径は壁の厚さよりもはるかに大きいので、細胞の曲率を無視して、平行平板コンデンサーと考えることができる。細胞壁の誘電率は9.0である。 A) 厚さ7.0 nmの細胞壁を持つ直径50 μmの細胞の電界には、どれだけのエネルギーが蓄えられるか？ B) 神経細胞が発火すると、ナトリウムイオンNa+が細胞壁から溢れ出し、膜電位を+40 mVに切り替える。発火に伴って細胞内に入るナトリウムイオンの数は？

  • 81

    The axon of a squid is 0.5 mm in diameter, 10 cm long, and unmyelinated. Unmyelinated cell membranes behave as capacitors with 1 F of capacitance per square centimeter of membrane area. When the axon is charged to the -70 mV resting potential, calculate the energy stored in this capacitance.

    イカの軸索は直径0.5mm、長さ10cmで無髄。無髄の細胞膜は、膜面積1平方センチメートルあたり1 Fの静電容量を持つコンデ ンサとして振る舞う。軸索が-70mVの静止電位まで充電されたとき、この静電容量に蓄えられるエネルギーを計算しなさい。

    • 前期中間　大津英語

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    問題一覧

  • 1

    An electroscope is charged by touching it with a positive rod A. The electroscope leaves spread apart, and the rod A is removed. Then a negatively charged rod B is brought close to the top of the electroscope, but it does not touch. What happens to the leaves? A. The leaves move closer together. B. The leaves spread farther apart. C. The leaves do not change their position.

    プラスに帯電した棒Aを電気スコープに接触させて帯電させ、電気スコープの葉を広げ、棒Aを取り除く。次に、マイナスに帯電した棒Bを電 気顕微鏡の上部に近づけるが、接触しない。葉はどうなりますか？ 葉はどうなりますか？ A. 葉は互いに近づく。 B. 葉が離れて広がる。 C. 葉の位置は変わらない。

  • 2

    Rank in order, from most positive to most negative, the charges to of these five systems. A. Proton B. Electron C. 17 protons and 19 electrons D. 1,000 protons and 1,000 electrons E. Glass ball missing 3 electrons

    これら5つのシステムの電荷を、最もプラスから最もマイナスの順に並べなさい。 A. 陽子 B. 電子 C. 陽子17個、電子19個 D. 陽子1,000個と電子1,000個 E. 3個の電子を失ったガラス球

  • 3

    A honeybee acquires a positive charge when flying in the air. This charge attracts pollen to the bees. Explain how a neutral, conductive pollen grains are attracted to positively charged bees.

    ミツバチは空中を飛ぶとプラスの電荷を帯びる。この電荷がミツバチに花粉を引き寄せる。中性の導電性花粉が、どのようにして正電荷を帯びたミツバチに引き寄せられるかを説明しなさい。

  • 4

    Four small balls A, B, C, and D are suspended by threads.  Ball A has been touched by a plastic rod that was rubbed with wool.  When the balls are brought close together, without touching, the following observations are made a. Balls B, C, and D are attracted to ball A. b. Balls B and D have no effect on each other. c. Ball B is attracted to ball C.  What are the charge states (positive, negative, or neutral) of balls A, B, C, and D?

    4つの小さなボールA、B、C、Dが糸で吊り下げられている。 ボールAは、羊毛でこすったプラスチックの棒に触れている。 ボールに触れずにボールを近づけると、次のような観察結果が得られる。 a. ボールB、C、DはボールAに引き寄せられる。 b. ボール B と D は互いに影響しない。 c. ボール B はボール C に引き付けられる。 ボールA、B、C、Dの電荷状態（正、負、中性）は何ですか?

  • 5

    Two electrically neutral conducting small balls hang from threads.  Choose the diagram that shows how the balls hang after a. Both are touched by a negatively charged rod. b. Ball 1 is touched by a negatively charged rod and ball 2 is touched by a positively charged rod. c. Both are touched by a negatively charged rod but ball 2 picks up more charge than ball 1. d. Only ball 1 is touched by a negatively charged rod. Note that parts a through d are independent; these are not actions taken in sequence.

    2つの電気的に中性な導電性の小さなボールが糸からぶら下がっている。 次のうち、ボールがどのようにぶら下がっているかを示す図を選びなさい。 a. 両方とも負に帯電した棒に触れた。 b. ボール1は負に帯電した棒に触れられ、ボール2は正に帯電した棒に触れられる。 c. 両方とも負に帯電した棒に触れられるが、ボール 2 の方がボール 1 より多くの電荷を拾う。 d. ボール1だけが負に帯電した棒に触れる。 a から d の部分は独立しており、これらは順番に行われる行動ではないことに注意。

  • 6

    Consider a system of two equal and opposite charges. If a third charge is brought near the system, does the force between the first two charges change?

    2つの等しく反対の電荷の系を考える。 第3の電荷を系に近づけた場合、最初の2つの電荷間の力は変化するか？

  • 7

    A glass object is charged to +5.0 nC by rubbing. a. Have electrons been removed from the rod or protons added? b. How many electrons have been removed or protons added?

    ガラスの物体をこすると+5.0 nCに帯電する。 a. 棒から電子が取り除かれたか、陽子が加えられたか。 b. 何個の電子が取り除かれ、何個の陽子が加えられたか？

  • 8

    Two identical metal objects A and B are in contact. Both are initially neutral. 1.0 × 10 electrons are added to object A, then the two spheres are separated. Afterward, what are the charge of A and the charge of B?

    2つの同じ金属物体AとBが接触している。両者とも最初は中性である。 物体Aに1.0×10個の電子を加えた後、2つの球を分離する。 その後、Aの電荷とBの電荷はどうなるか。

  • 9

    Two identical metal objects A and B are connected by a plastic rod. Both are initially neutral. 1.0 × 10 electrons are added to object A, then the connecting rod is removed. Afterward, what are the charge of A and the charge of B?

    2つの同じ金属物体AとBがプラスチックの棒でつながっている。両方とも最初は 中性である。物体Aに1.0×10個の電子を加えた後、連結棒を外した。 その後、Aの電荷とBの電荷はどうなるか。

  • 10

    Two 1.0 kg point masses are 1.0 m apart on a frictionless table. Each has +1.0 μC of charge. a. What is the magnitude of the electric force on one of the masses? b. What is the initial acceleration of each mass if they are released and allowed to move?

    2つの1.0kgの点質量が摩擦のないテーブルの上で1.0m離れている。それぞれの電荷は+1.0μCである。 a. 一方の質量にかかる電気力の大きさは？ b. それぞれの質量を放し、移動させたときの初期加速度はいくらか？

  • 11

    Two +10 nC charged objects are 2.0 cm apart on the x-axis. What is the net force on a +1.0 nC charge midway between them?  What is the net force if the charged particle on the right is replaced by a -10 nC charge?

    2つの+10 nCの荷電物体がx軸上で2.0 cm離れている。その中間にある+1.0 nCの電荷にかかる正味の力は？ 右側の荷電粒子を-10 nCの電荷で置き換えた場合の正味の力は？

  • 12

    Three charged objects with A= -50 nC, B= +50 nC, and C= +30 nC are placed as shown in the figure.  What is the net force on charge C due to the other two charges?

    A= -50 nC、B= +50 nC、C= +30 nCの3つの荷電物体が図のように置かれている。 他の2つの電荷によって電荷Cにかかる正味の力はいくらか。

  • 13

    Rank in order, from largest to smallest, the electric field strengths to at points A to D.

    A点からD点までの電界強度を、大きいものから小さいものへと順番に並べる。

  • 14

    Each part of the figure shows two points (1, 2) near two charges.  Compare the electric field strengths E1 and E2 at these two points. Is E1< E2 , E1 =E2 , or E1 > E2 ?

    図の各部分は、2つの電荷に近い2点(1, 2)を示している。 これらの2点における電界強度E1 とE2 を比較しなさい。E1<E2 か、E1 =E2 か、E1 > E2 か。

  • 15

    Three-point charges are arranged as shown in the figure. Which arrow best represents the direction of the electric field vector at the position of the point?

    三点電荷が図のように配置されている。 点の位置における電場ベクトルの方向を最もよく表す矢印はどれか。

  • 16

    The electron in a hydrogen atom orbits the proton at a radius of 53 pm.  What is the electric field due to the proton at the position of the electron?

    水素原子の電子は半径53pmで陽子の周りを回っている。 電子の位置での陽子による電場は？

  • 17

    Two-point charges are arranged as shown in the figure. What is the electric field strength along the line connecting the charges at a point 1.2 cm to the right of the positive charge?

    二点電荷は図のように配置されている。正電荷の右1.2cmの地点にある電荷を結ぶ線に沿った電界の強さは？

  • 18

    A -10 nC charge is located at the origin. a. What are the strengths of the electric fields at the positions (x , y) = (0.0 cm, 5.0 cm),(-5.0 cm, -5.0 cm), and (-5.0 cm, 5.0 cm)? b. Draw the electric field vectors at these points.

    10nCの電荷が原点にある。 a. (x , y) = (0.0 cm, 5.0 cm), (-5.0 cm, -5.0 cm), (-5.0 cm, 5.0 cm)の電界の強さは何 cm か。 b. これらの点における電界ベクトルを描け。

  • 19

    An electric field E = (100,000 N/C, right) causes the m=5.0g ball in the figure to hang at a θ=20° angle.  What is the charge q on the ball?

    電界E=(100,000 N/C、右)により、図のm=5.0gのボールがθ=20°の角度でぶら下がる。 ボールの電荷qは何ですか？

  • 20

    A 15 nC charged object moves from point A, where the electric potential is 300 V, to point B, where the electric potential is -200 V. (ア)By how much does the electric potential change? (イ) By how much does the object’s electric potential energy change? (ウ)How would your answers differ if the object’s charge were -15 nC?

    15nCの帯電物体が電位300VのA点から電位-200VのB点に移動する。 (ア)電位はどのくらい変化するか。 (イ)物体の電位エネルギーはどのくらい変化しますか。 (ウ)物体の電荷が-15 nCの場合、答えはどう違うか？

  • 21

    Moving a charge from point A, where the potential is 2 kV, to point B, where the potential is 1 kV, takes 5 mJ of work. What is the value of the charge?

    電位が2kVの点Aから電位が1kVの点Bに電荷を移動させるには、5mJの仕事が必要である。電荷の値は？

  • 22

    A proton moves through an electric potential created by source charges. Its speed is 2.5 × 10^5m/s at a point where the potential is 1500 V. What will be the proton’s speed a short time later when it reaches a point where the potential is -500 V?

    陽子は、電荷源によって作られた電位中を移動する。電位が1500 Vの地点での陽子の速度は2.5×10^5m/sである。しばらくして電位が-500 Vの地点に到達したときの陽子の速度はどうなるか。

  • 23

    Atomic particles are often represented by their kinetic energy in MeV. What is the speed of an 8.7 MeV proton?

    原子粒子はしばしば運動エネルギー（MeV）で表される。8.7MeVの陽子の速度は？ 8.7MeVの陽子の速度は？

  • 24

    The graph shows the electric potential energy as a function of separation for two-point charges. If one charge is +0.44 nC, what is the other charge?

    グラフは、2点電荷の分離の関数としての電位エネルギーを示している。一方の電荷が+0.44 nCのとき、もう一方の電荷は何 nCか？

  • 25

    It takes 3.0μJ of work to move a 15 nC charge from point A to B.  It takes -5.0 μJ of work to move the charge from C to B.  What is the potential difference Vc−Va ?

    15nCの電荷をA点からB点に移動させるには3.0μJの仕事が必要である。 CからBへ電荷を移動させるには-5.0μJの仕事が必要である。 電位差Vc-Vaは？

  • 26

    A 20 pC charge is moved from a point where V= 100 V to a point where V= -50 V.  How much work is done by the force that moves the charge?

    20pCの電荷がV=100Vの地点からV=-50Vの地点に移動する。 電荷を移動させる力によってどれだけの仕事がなされるか？

  • 27

    A parallel-plate capacitor is constructed of two plates spaced 2.00 mm apart. It is charged to a potential difference of 500 V.  A proton is shot through a small hole in the negative plate with a speed of 2.0 × 10^5m/s. What is the farthest distance from the negative plate that the proton reaches?

    平行平板コンデンサは、2.00mm間隔の2枚のプレートで構成されています。 500Vの電位差に充電されている。 陽子は負極板の小さな穴から2.0×10^5m/sの速度で発射される。 陽子が負極板から最も遠くに到達する距離は？

  • 28

    What is the electric potential 1.0 cm from a 1.0 nC point charge?  What is the potential difference between a point 1.0 cm away and a second point 3.0 cm away?

    1.0nCの点電荷から1.0cmの電位は？ 1.0cm離れた点と3.0cm離れた2点間の電位差は？

  • 29

    At one point in space, the electric potential energy of a 15 nC charge is 45 μJ. a. What is the electric potential at this point? b. If a 25 nC charge were placed at this point, what would its electric potential energy be?

    空間のある点で、15nCの電荷の電位エネルギーは45μJである。 a. この点での電位は？ b. 25nCの電荷がこの点に置かれた場合、その電位エネルギーはいくらか？

  • 30

    An electron has been accelerated from rest through a potential difference of 1000 V. a. What is its kinetic energy, in electron volts? b. What is its kinetic energy, in joules? c. What is its speed?

    電子が静止状態から1000 Vの電位差を通して加速された。 a. その運動エネルギーは何電子ボルトですか？ b. その運動エネルギーは何ジュールか？ c. その速度は？

  • 31

    A proton has been accelerated from rest through a potential difference of -1000 V. a. What is its kinetic energy, in electron volts? b. What is its kinetic energy, in joules? c. What is its speed?

    陽子は静止状態から-1000 Vの電位差を通して加速された。 a. その運動エネルギーは何電子ボルトですか？ b. 運動エネルギーは何ジュールか？ c. その速度は？

  • 32

    What potential difference is needed to accelerate a He+ ion (q= 1.60 × 10^-19C,m=4 × 1.66 × 10^-17kg) from rest to a speed of v= 1.0 × 10^6 m/s?

    He+イオン(q=1.60×10^-19C,m=4×1.66×10^-17kg)を静止状態からv=1.0×10^6m/sの速度まで加速するのに必要な電位差は？

  • 33

    An electron with an initial speed of 5.0 × 10^6 m/s is brought to rest by an electric field. a. Did the electron move into a region of higher potential or lower potential? b. What was the potential difference that stopped the electron? c. What was the initial kinetic energy of the electron, in electron volts?

    初速5.0×10^6m/sの電子が電界によって静止する。 a. 電子は電位の高い領域に移動したか、低い領域に移動したか？ b. 電子を止めた電位差は？ c. 電子の最初の運動エネルギーは何電子ボルトでしたか？

  • 34

    A proton with an initial speed of 8.0 × 10^6m/s is brought to rest by an electric field. a. Did the proton move into a region of higher potential or lower potential? b. What was the potential difference that stopped the proton? c. What was the initial kinetic energy of the proton, in electron volts?

    初速8.0×10^6m/sの陽子が電場によって静止する。 a. 陽子は電位の高い領域に移動したか、低い領域に移動したか？ b. 陽子を停止させた電位差は何であったか？ c. 陽子の最初の運動エネルギーは何電子ボルトでしたか？

  • 35

    The electric potential at a point that is halfway between two identical charged particles is 0.5 kV. What is the potential at a point that is 20% of the way from one particle to the other?

    2つの同じ荷電粒子の中間にある点の電位は0.5kVである。 一方の粒子から他方の粒子まで20%の距離にある点の電位は？

  • 36

    A 2.0 cm × 2.0 cm parallel-plate capacitor has a 2.0 mm spacing. The electric field strength inside the capacitor is 1.0 × 10^5V/m. a. What is the potential difference across the capacitor? b. How much charge is on each plate?

    2.0cm×2.0cmの平行平板コンデンサの間隔は2.0mmである。コンデンサ内部の電界強度は1.0×10^5V/mである。 a. コンデンサを横切る電位差は？ b. 各プレート上の電荷量は？

  • 37

    Two 2.00 cm × 2.00 cm plates that form a parallel-plate capacitor are charged to ± 0.708 nC.  What are the electric field strength inside and the potential difference across the capacitor if the spacing between the plates is (a) 1.00 mm and (b) 2.00 mm?

    平行平板コンデンサーを形成する2枚の2.00cm×2.00cmの板は±0.708nCに充電されている。 板と板の間隔が(a)1.00 mmと(b)2.00 mmのとき、コンデンサー内部の電界強度とコンデンサー全体の電位差はいくらか。

  • 38

    a. In the figure, which capacitor plate, left or right, is the positive plate? b. What is the electric field strength inside the capacitor? c. What is the potential energy of a proton at the midpoint of the capacitor?

    a. 図中、コンデンサの正極板は左右どちらか？ b. コンデンサ内部の電界強度は？ c. コンデンサの中点における陽子の位置エネルギーは？

  • 39

    a. What is the electric potential at points A, B, and C in the figure? b. What is the potential energy of an electron at each of these points? c. What are the potential differences ΔVab and ΔVbc ?

    a. 図中の点A、B、Cにおける電位はいくらか。 b. これらの各点における電子のポテンシャルエネルギーは？ c. 電位差ΔVabとΔVbcは？

  • 40

    What is the electric potential at the point indicated with the dot in the figure?

    図中の点で示された点の電位は？

  • 41

    What is the electric potential at the point indicated in the figure?

    図に示された点の電位は？

  • 42

    a. What is the potential difference between the terminals of an ordinary AA or AAA battery? (If you’re not sure, find one and look at the label.) b. An AA battery is connected to a parallel-plate capacitor having 4.0-cm-diameter plates spaced 2.0 mm apart. How much charge does the battery move from one plate to the other?

    a. 普通の単3形または単4形電池の端子間の電位差はどのくらいか？(わからなければ、電池を見つけてラベルを見よ）。 b. 単3形電池を、直径4.0cmの板が2.0mm間隔で並んだ平行平板コンデンサに接続する。電池が一方のプレートから他方のプレートに移動する電荷量は？

  • 43

    a. In the figure, which point, A or B, has a higher electric potential? b. What is the potential difference between A and B?

    a. 図において、AとBのどちらの点の電位が高いか？ b. AとBの電位差は？

  • 44

    In the figure, the electric potential at point A is -300 V. What is the potential at point B, which is 5.0 cm to the right of A?

    図において、A点の電位は-300Vである。A点の右5.0cmにあるB点の電位は？

  • 45

    What is the potential difference between Xi =10 cm and Xf=30 cm in the uniform electric field Ex=1000 V/m?

    一様な電場Ex=1000V/m中、Xi=10cmとXf=30cmの電位差は？

  • 46

    What are the magnitude and direction of the electric field at the dot in the figure?

    図の点における電界の大きさと方向は？

  • 47

    What are the magnitude and direction of the electric field at the dot in the figure?

    図の点における電界の大きさと方向は？

  • 48

    In the figure a 1 cm × 1 cm grid is superimposed on an equipotential map of the potential. Estimate the strength and direction of the electric field at points 1 and 2.  Show your results graphically by drawing the electric field vectors on the equipotential map.

    図では、1cm×1cmの格子が電位の等電位図に重ねられている。点 1 と 2 における電場の強さと方向を推定しなさい。 等電位図に電場ベクトルを描いて、結果をグラフで示せ。

  • 49

    The spacing between the plate electrodes of a 1.0 μF parallel-plate capacitor is 0.070 mm. a. What is the surface area of the plates? b. How much charge is on the plates if this capacitor is attached to a 1.5 V battery?

    1.0μFの平行平板コンデンサの平板電極間の間隔は0.070mmである。 a. プレートの表面積は？ b. このコンデンサを1.5Vの電池に取り付けた場合、プレートにはどれだけの電荷があるか？

  • 50

    You need to construct a 100 pF capacitor for a Kosen science project.  You plan to cut two L×L metal squares and place spacers between them.  The spacers you have are 0.20 mm thick. What is the proper value of L?

    あなたは高専の科学プロジェクトで100pFのコンデンサを作る必要があります。 L×Lの金属正方形を2つ切り、その間にコンデンサを挟みます。 手持ちのコンデンサの厚さは0.20mmである。 Lの適切な値は？

  • 51

    A parallel-plate capacitor is charged using a 100 V battery. Then the battery is removed. If a dielectric material is slid between the plates, filling the space inside, the capacitor voltage drops to 30 V. What is the dielectric constant of the dielectric?

    平行平板コンデンサーを100Vバッテリーで充電。その後、電池を取り外す。 誘電体を板の間に挟み、中の空間を満たすと、コンデンサーの電圧は30 Vに低下する。誘電体の誘電率は？

  • 52

    A 1.2 nF parallel-plate capacitor has an air gap between its plate electrodes. Its capacitance increases by 3.0 nF when the gap is filled by a dielectric material. What is the dielectric constant of that dielectric?

    1.2nFの平行平板コンデンサは、平板電極間に隙間がある。このギャップを誘電体で埋めると、静電容量は3.0nF増加する。その誘電体の誘電率は？

  • 53

    How much energy is stored in a 220 μF flash capacitor that has been charged to 330 V? What is the average power delivered to the flash if this capacitor is discharged in 1.0 ms?

    330Vに充電された220μFの放電用コンデ ンサに蓄えられるエネルギーはいくらか？このコンデンサを1.0msで放電した場合、放電に供給される平均電力はいくらか？

  • 54

    Two uncharged metal objects, spaced 15 cm apart, have a capacitance of 24 pF. How much work would it take to move 12 nC of charge from one object to the other?

    15cm離れた2つの帯電していない金属物体の静電容量は24pFである。一方の物体から他方の物体へ12nCの電荷を移動させるには、どれだけの仕事が必要か？

  • 55

    Two 1.5 cm x 1.5 cm square aluminum electrodes, spaced 0.20 mm apart, are connected to a 10 V battery. a. What is the capacitance?  b. What is the charge on negative electrode?

    1.5cm×1.5cmの正方形のアルミニウム電極が2本、0.20mmの間隔で、10Vの電池に接続されている。 a. 静電容量は？ b. 負電極の電荷は？

  • 56

    An uncharged capacitor is connected to the terminals of a 3.0 V battery, and 6.0 C flows to the positive plate.  The 3.0 V battery is then disconnected and replaced with a 5.0 V battery, with the positive and negative terminals connected in the same manner as before.  How much additional charge flows to the positive plate?

    充電されていないコンデンサーが3.0Vバッテリーの端子に接続され、正極板に6.0Cが流れる。 その後、3.0Vの電池を外し、5.0Vの電池と交換し、プラスとマイナスの端子を前と同じように接続する。 正極板にはどれだけの電荷が流れますか？

  • 57

    A switch that connects a battery to a 1.5 mF capacitor is closed. Several seconds later, you find that the capacitor plates are charged up to ±0.73 mC. What is the battery voltage?

    バッテリーを1.5mFのコンデンサーに接続するスイッチが閉じられる。数秒後、コンデンサーのプレートが±0.73 mCまで充電されていることに気づく。バッテリーの電圧は？

  • 58

    What is the voltage of a battery that will charge a 24 mF capacitor to ±48 mC?

    24mFのコンデンサーを±48mCまで充電するバッテリーの電圧は？

  • 59

    Two electrodes connected to a 9.0 V battery are charged to ±45 nC. What is the capacitance of the electrodes?

    9.0Vの電池に接続された2つの電極は±45nCまで充電される。 電極の静電容量は？

  • 60

    Initially, the switch in the figure is open and the capacitor is uncharged.  How much charge flows through the switch after the switch is closed?

    最初、図のスイッチは開いており、コンデンサは充電されていない。 スイッチが閉じた後、スイッチにはどれだけの電荷が流れますか？

  • 61

    A 1.2 nF parallel-plate capacitor has an air gap between its plates. Its capacitance increases by 3.0 nF when the gap is filled by a dielectric. What is the dielectric constant of that dielectric?

    1.2nFの平行平板コンデンサは、プレート間にエアギャップがある。ギャップを誘電体で埋めると、キャパシタンスは3.0nF増加する。その誘電体の誘電率は？

  • 62

    A science-fair radio uses a homemade capacitor made of two 35 cm x 35 cm sheets of aluminum foil separated by a 0.25-mm-thick sheet of paper. What is its capacitance?

    科学見本市のラジオは、厚さ0.25mmの紙で区切られた35cm×35cmのアルミホイル2枚でできた自家製コンデンサを使っている。その静電容量は？

  • 63

    A 25 pF parallel-plate capacitor with an air gap between the plates is connected to a 100V battery. A Teflon slab is then inserted between the plates and completely fills the gap. What is the change in the charge on the positive plate when the Teflon is inserted?

    プレート間にエアギャップのある25pFの並列平板コンデンサーを100Vのバッテリーに接続。その後、テフロン板がプレートの間に挿入され、ギャップを完全に埋めた。テフロンを挿入したときの正極板の電荷の変化は？

  • 64

    Two 2.0-cm-diameter electrodes with a 0.10-mm-thick sheet of Teflon between them are attached to a 9.0 V battery. Without disconnecting the battery, the Teflon is removed. What are the charge, potential difference, and electric field (a) before and (b) after the Teflon is removed?

    直径2.0cmの2枚の電極の間に厚さ0.10mmのテフロンを挟み、9.0Vのバッテリーに取り付ける。 バッテリーを外さずに、テフロンを取り除く。 電荷、電位差、電界は、(a)テフロンを外す前、(b)外した後ではどうなっているか？

  • 65

    A parallel-plate capacitor is connected to a battery and stores 4.4 nC of charge. Then, while the battery remains connected, a sheet of Teflon is inserted between the plates. a. Does the capacitor’s charge increase or decrease? b. By how much does the charge change?

    平行平板コンデンサーはバッテリーに接続され、4.4nCの電荷を蓄える。次に、電池を接続したまま、板と板の間にテフロンシートを挿入する。 a. コンデンサの電荷は増加するか減少するか？ b. 電荷はどのくらい変化するか？

  • 66

    A parallel-plate capacitor is charged by a 12.0 V battery, then the battery is removed. a. What is the potential difference between the plates after the battery is disconnected?  b. What is the potential difference between the plates after a sheet of Teflon is inserted between them?

    平行平板コンデンサが12.0Vの電池で充電され、その後電池が取り出される。 a. バッテリーを外した後のプレート間の電位差は？ b. プレート間に絶縁体の板を挿入した後のプレート間の電位差は？

  • 67

    To what potential should you charge a 0.56 μF capacitor to store 33 mJ of energy?

    33mJのエネルギーを蓄えるには、0.56μFのコンデンサーをどの電位まで充電すべきか？

  • 68

    A pair of 10 μF capacitors in a high-power laser are charged to 1.7 kV. a. What charge is stored in each capacitor?  b. How much energy is stored in each capacitor?

    高出力レーザーの一対の10μFコンデンサが1.7kVに充電される。 a. それぞれのコンデンサに蓄えられる電荷は？ b. それぞれのコンデンサに蓄えられるエネルギーは？

  • 69

    Capacitor 2 has half the capacitance and twice the potential difference as capacitor 1.  What is the ratio (Uc)1 /(UC)2 ?

    コンデンサ2はコンデンサ1の半分の静電容量と2倍の電位差を持つ。 (Uc)1/(UC)2の比は？

  • 70

    7.5 nJ of energy is stored in a 5.0 cm x 5.0 cm x 5.0 cm region of uniform electric field. What is the electric field strength?

    5.0cm×5.0cm×5.0cmの一様電場の領域に7.5nJのエネルギーが蓄えられている。 電場の強さは？

  • 71

    Storm clouds build up large negative charges. The charges dwell in charge centers, regions of concentrated charge. Suppose a cloud has -25 C in a 1.0-km-diameter spherical charge center located 10 km above the ground, as sketched in the figure. The negative charge center attracts a similar amount of positive charge that is spread on the ground below the cloud. The charge center and the ground function as a charged capacitor, with a potential difference of approximately 4.0 x 10^8 V. The large electric field between these two “electrodes” may ionize the air, leading to a conducting path between the cloud and the ground. Charges will flow along this conducting path, causing a discharge of the capacitor—a lightning strike. A) What is the approximate magnitude of the electric field between the charge center and the ground? B) Which of the curves sketched in the figure best approximates the shape of an equipotential drawn halfway between the charge center and the ground? C) What is the approximate capacitance of the charge center + ground system? D) If 12.5 C of charge is transferred from the cloud to the ground in a lightning strike, what fraction of the stored energy is dissipated? E) If the cloud transfers all of its charge to the ground via several rapid lightning flashes lasting a total of 1 s, what is the average power?

    嵐雲は大きな負電荷を蓄積する。電荷は電荷中心、つまり電荷が集中した領域に滞留する。図のように、地上10kmの上空にある直径1.0kmの球状の電荷中心に-25℃の雲があるとする。負の電荷中心は、雲の下の地上に広がる同量の正の電荷を引き寄せる。この2つの「電極」間の大きな電場は空気をイオン化し、雲と地面の間に導電路をもたらす可能性がある。 電荷はこの導電路に沿って流れ、コンデンサの放電（落雷）を引き起こす。 A) 電荷中心と地面との間の電界のおおよその大きさは？ B) 図にスケッチした曲線のうち、電荷中心と地面の中間に描かれた等電位の形状に最も近いものはどれか。 C) 電荷中心＋接地システムのおおよその静電容量は？ D) 落雷によって 12.5 C の電荷が雲から地面に移動した場合、蓄積されたエネルギーの何パーセントが散逸するか？ E) 雲がその電荷のすべてを、合計 1 秒間持続する数回の急速な雷光によって地上に転送する場合、平均電力はいくらか？

  • 72

    A 3.0 μF capacitor, a 6.0 μF capacitor, and a 9.0 μF capacitor are connected in parallel. Find their equivalent capacitance?

    3.0μFのコンデンサ、6.0μFのコンデンサ、9.0μFのコンデンサが並列に接続されている。 それらの等価静電容量を求めよ。

  • 73

    3A 36 μF capacitor, a 18 μF capacitor, and a 6.0 μF capacitor are connected in series. Find their equivalent capacitance?

    36μFのコンデンサ、18μFのコンデンサ、および6.0μFのコンデンサが直列に接続されている。 これらの等価静電容量を求めよ。

  • 74

    For the circuit as shown in the figure, a. What is the equivalent capacitance? b. What is the charge of each of the capacitors?

    図のような回路について a. 等価静電容量は？ b. それぞれのコンデンサの電荷は？

  • 75

    We need a capacitance of 50 μF, but we do not have a 50 μF capacitor. We have many 30 μF capacitors. How many 30 μF capacitors do we need to produce a total capacitance of 50 μF?

    50μFの静電容量が必要だが、50μFのコンデンサがない。30μFのコンデンサはたくさんある。50μFの静電容量を得るには、30μFのコンデンサが何個必要ですか？

  • 76

    We need a capacitance of 50 μF, but we do not have a 50 μF capacitor. We have many 75 μF capacitors. How many 75 μF capacitors do we need to produce a total capacitance of 50 μF?

    50μFの静電容量が必要だが、50μFのコンデンサがない。75μFのコンデンサはたくさんある。合計50μFの静電容量を得るには、何個の75μFコンデンサが必要ですか？

  • 77

    What is the equivalent capacitance of the three capacitors in the figure?

    図の3つのコンデンサの等価静電容量は？

  • 78

    What is the equivalent capacitance of the three capacitors in the figure?

    図の3つのコンデンサの等価静電容量は？

  • 79

    For the circuit as shown in the figure, a. What is the equivalent capacitance? b. What is the charge of each of the capacitors?

    図のような回路について a. 等価キャパシタンスは？ b. それぞれのコンデンサの電荷は？

  • 80

    A typical nerve cell has a membrane potential of -70 mV. This means that the potential inside the cell is 70 mV less than the potential outside. On the inner surface of the cell wall is charged with negative charges. On the outer surface of the cell wall is charged with positive charges. Therefore, the cell wall is a charged capacitor. Because a cell’s diameter is much larger than the wall thickness, we can ignore the cell's curvature and think of it as a parallel-plate capacitor. The dielectric constant of the cell wall is 9.0. A) How much energy is stored in the electric field of a 50- μm-diameter cell with a 7.0- nm-thick cell wall? B) When the nerve cell fires, sodium ions, Na+, flood through the cell wall to switch the membrane potential to +40 mV. How many sodium ions enter the cell as it fires?

    典型的な神経細胞の膜電位は-70mVである。これは、細胞内部の電位が外部の電位より70mV低いことを意味する。細胞壁の内表面は負電荷で帯電している。細胞壁の外側はプラスに帯電している。したがって、細胞壁は帯電したコンデンサーである。細胞の直径は壁の厚さよりもはるかに大きいので、細胞の曲率を無視して、平行平板コンデンサーと考えることができる。細胞壁の誘電率は9.0である。 A) 厚さ7.0 nmの細胞壁を持つ直径50 μmの細胞の電界には、どれだけのエネルギーが蓄えられるか？ B) 神経細胞が発火すると、ナトリウムイオンNa+が細胞壁から溢れ出し、膜電位を+40 mVに切り替える。発火に伴って細胞内に入るナトリウムイオンの数は？

  • 81

    The axon of a squid is 0.5 mm in diameter, 10 cm long, and unmyelinated. Unmyelinated cell membranes behave as capacitors with 1 F of capacitance per square centimeter of membrane area. When the axon is charged to the -70 mV resting potential, calculate the energy stored in this capacitance.

    イカの軸索は直径0.5mm、長さ10cmで無髄。無髄の細胞膜は、膜面積1平方センチメートルあたり1 Fの静電容量を持つコンデ ンサとして振る舞う。軸索が-70mVの静止電位まで充電されたとき、この静電容量に蓄えられるエネルギーを計算しなさい。