良問 電磁気109：誘電体を途中まで入れた平行板コンデンサー

このシミュレーションについて

電荷を蓄えた正方形の極板の間に、誘電体を x だけ差し込む。誘電体を入れた部分と真空の部分を並列の 2 つのコンデンサーと見て、容量・静電エネルギーが x でどう変わるか、どちら向きに力がはたらくかを確かめる

動かせる条件

比誘電率 εr ／ 誘電体を入れた長さ x ／ 極板の電荷 Q ／ 極板の電荷のならび方を見る ／ 答え合わせ

やってみよう・ポイント

• ポイント：誘電体のある部分と真空の部分は、電圧が共通なので並列のコンデンサーと考える。電荷 Q が一定のとき、静電エネルギーは U＝Q²/(2C) で調べる。
• やってみよう：①x を増やしながら、U と全体の容量 C がどう変わるか右のグラフで見る。②「放す」を押して、誘電体が動く向きと U の変化を比べる。③電荷のならび方で、誘電体の部分と真空の部分の濃さを比べる。

使い方

• スライダーで条件を変えると、結果がどう変わるか確かめられます。
• 「一時停止」「リセット」「速さ」で、動きを止めたり、ゆっくり見たりできます。
• 図の上をクリック・ドラッグできるものは、点を選んだり、物体を動かして初期条件を決められます。
• 右の欄の数値（理論値・実測値）やグラフで、予想と結果を照らし合わせてください。
• 「全画面」で、教室のスクリーンに大きく映せます。

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