問題文全文(内容文)：
電気容量が 2.0µF、3.0µF のコンデンサー C₁、C₂ を、それぞれ 2.0×10²V、1.0×10²V で充電したのち、電池を切りはなす。次の(1)、(2)の場合において、各コンデンサーにたくわえられる電気量と極板間の電位差を求めよ。
(1) 同符号の電気量をもつ極板どうしを結んだ場合。
(2) 異符号の電気量をもつ極板どうしを結んだ場合。

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質量200gの鉄製の容器に、水150gが入っている。鉄の比熱を0.45J/（g・K）、水の比熱を4.2J/（g・K）として、次の各問に答えよ。
（1）鉄製の容器の熱容量はいくらか。
（2）全体の温度を1K上昇させるのに必要な熱量はいくらか。
（3）1800Jの熱量を与えたとき、全体の温度は何K上昇するか。

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核融合反応 $_1^2H+ _1^2H→_Z^AX + _1^1H$で得られる原子核Xの質量数Aと原子番号Zはそれぞれ□と□である□と□の核子1個当たりの結合エネルギーをそれぞれ1.1 MeVと2.8MeVとすると，この反応で放出されるエネルギーは□．□MeV となる。

宿題
$^2H$と$^3H$の原子核が反応して$^4He$と中性子ができた。$^2H$，$^3H$，$^4He$の核子1個あたりの結合エネルギーは，それぞれ1.1MeV，2.8MeV，7.1MeVである。この反応で解放されるエネルギーは□MeVである。

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起電力 $V$ の直流電源、抵抗値 $2R$ の抵抗 $R_1$、抵抗値 $4R$ の抵抗 $R_2$、抵抗値 $6R$ の抵抗 $R_3$、抵抗値を自由に変化できる可変抵抗 $R_V$、電気容量 $2C_0$ のコンデンサー $C$、およびスイッチ $S_1, S_2$ を用いて次のような回路を構成した。電源の両端に対して、$R_1$ と $R_V$ を直列に接続した「上側の枝」と、$R_2$ と $R_3$ を直列に接続した「下側の枝」が互いに並列となるように接続されている。また、$R_1$ と $R_V$ の間の接点 A と、$R_2$ と $R_3$ の間の接点 P の間には、コンデンサー $C$ とスイッチ $S_1$ が直列に接続されて橋渡しされている。スイッチ $S_2$ は、回路全体の接続状態を切り替えることができる切替スイッチである。以下の各問いに答えよ。

【問1】スイッチ $S_1$ を閉じた状態で $R_V$ の抵抗値を変化させ、コンデンサー $C$ の極板間の電位差を $0$ とした。このとき、$R_1$ を流れる電流の大きさは $\frac{\fbox{ 15 }}{5} \cdot \frac{V}{R}$ であり、$R_3$ の消費電力は $\fbox{ 7 } \cdot \left(\frac{V}{R}\right)^2$ [W] である。

【問2】次に、$R_V$ の抵抗値を【問1】の最後の状態の2倍（$6R$）に変更した。十分時間が経過した後、$C$ の極板間の電位差は $\fbox{ 13 } \cdot V$ である。

【問3】【問2】の最後の状態（コンデンサーに一定の電荷が蓄えられた状態）で、スイッチ $S_1$ を開いた。$S_1$ を開いた直後に $R_2$ を流れる電流の大きさは $\fbox{ 3 } \cdot \frac{V}{R}$ である。$S_1$ を開いてから十分時間が経過するまでに、$R_2$ で消費されるエネルギーは $\fbox{ 1 } \cdot C_0 V^2$ である。

【問4】スイッチ $S_2$ を切り替えて接点 B に接続し、電源とコンデンサーを回路から切り離した（コンデンサーに蓄えられていた電荷は $0$ とする）。この結果、抵抗 $R_1(2R), R_2(4R), R_3(6R)$ および可変抵抗 $R_V(6R)$ のみで構成される閉回路が形成された。このとき、$R_1$ を流れる電流の大きさは $\fbox{ 2 } \cdot \frac{V}{R}$ であり、$R_V$ を流れる電流の大きさは $\fbox{ 11 } \cdot \frac{V}{R}$ である。

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【センター2018 物理】第３問　解答・解説