電極板面積と電極板間隔が共に \(S[\mathrm{m}^{2}]\) と \(d[\mathrm{m}]\) で、一方は比誘電率が \(\varepsilon_{r1}\) の誘電体からなる平行平板コンデンサ \(C_{1}\) と、他方は比誘電率が \(\varepsilon_{r2}\) の誘電体からなる平行平板コンデンサ \(C_{2}\) がある。今、これらを図のように並列に接続し、端子 A, B間に直流電圧 \(V_{0}\) [\mathrm{V}]を加えた。このとき、コンデンサ \(C_{1}\) の電極板間の電界の強さを \(E_{1}[\mathrm{V/m}]\),電束密度を \(D_{1}[\mathrm{C/m}^{2}]\)、また、コンデンサ \(C_{2}\) の電極板間の電界の強さを \(E_{2}[\mathrm{V/m}]\), 電束密度を \(D_{2}[\mathrm{C/m}^{2}]\) とする。両コンデンサの電界の強さ \(E_{1}[\mathrm{V/m}]\) と \(E_{2}[\mathrm{V/m}]\) はそれぞれ (ア) であり、電束密度 \(D_{1}[\mathrm{C/m}^{2}]\) と \(D_{2}[\mathrm{C/m}^{2}]\) はそれぞれ (イ) である。したがって、コンデンサ \(C_{1}\) に蓄えられる電荷を \(Q_{1}\) [\mathrm{C}],コンデンサ \(C_{2}\) に蓄えられる電荷を \(Q_{2}\) [\mathrm{C}] とすると、それらはそれぞれ (ウ) となる。
ただし、電極板の厚さ及びコンデンサの端効果は、無視できるものとする。また、真空の誘電率を \(\varepsilon_{0}[\mathrm{F/m}]\) とする。
上記の記述中の空白箇所(ア)~(ウ)に当てはまる式の組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
分野: 静電気・コンデンサ
論点: 静電気論点: 静電容量
