【演習】電気容量と誘電体

物理【電磁気】第11講『電気容量と誘電体』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

電気容量と誘電体コンデンサーの極板間に生じる電場を，ガウスの法則を使って調べてみましょう！...

問題

[Level.1]
平行板コンデンサーの極板面積を2倍に，極板間隔を3倍にすると，電気容量は元の何倍になるか。

[Level.2]
真空の誘電率は8.9×10^-12F/m，チタン酸バリウムの比誘電率は5.0×10³である。 チタン酸バリウムの誘電率を求めよ。

[Level.3]
極板の面積が4.0×10^-4m²，極板間隔が5.0×10^-3m，極板間が真空の平行板コンデンサーの電気容量を求めよ（真空の誘電率は8.9×10^-12F/mとする）。 また，このコンデンサーの極板間を，比誘電率20の誘電体で満たしたときの電気容量を求めよ。

この下に答えを載せていますが，まずは自力で考えてみましょう。

答え

[Level.1]
\(\frac{2}{3}\)倍

[Level.2]
4.5×10^-8F/m

[Level.3]
7.1×10^-13F，1.4×10^-11F