2枚の同じ面積の金属平板A、Bを間隔dだけ離して平行に並べた。金属平板Aに電荷+Qを、金属平板Bに電荷-Qを与えた。その後、金属平板Bだけ動かし、最初の位置から10d離した。金属平板Aと金属平板B’の電位差は、金属平板Bを動かす前の何倍か。
1: 1.0倍
2: 5.0倍
3: 5.5倍
4: 10倍
5: 11倍
平行に並べた金属平板Aと金属平板Bを動かす前の静電容量C1は以下の式で表すことができる。
ここで、εは金属平板が置かれた空間の誘電率、Sは金属平板A、Bの面積、dは金属平板Aと金属平板Bの距離である。
金属平板A、Bの間隔を d から d+10d に変更するので、
変更後の静電容量C2の式は以下のとおりである。
また、電荷量Qとすると、金属平板Aと金属平板Bの電位差V1は
の関係が成り立つ。
金属平板Aと金属平板B’の電位差V2と、金属平板Bを動かす前の電位差V1を比較するため、変化からV2／V1を求める。
よって、金属平板Aと金属平板B’の電位差は、金属平板Bを動かす前の 11 倍となる。
1：不適切。
2：不適切。
3：不適切。
4：不適切。
5：正解。