大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和5年度（2023年度）本試験
問91 (物理（第4問） 問1（1）)

次の文章を読み、後の問いに答えよ。

物理の授業でコンデンサーの電気容量を測定する実験を行った。まず、コンデンサーの基本的性質を復習するため、図1のような真空中に置かれた平行平板コンデンサーを考える。極板の面積をS、極板間隔をdとする。

次の文章中の空欄（　ア　）に入れる式として正しいものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。

図1のコンデンサーに電気量（電荷）Qが蓄えられているときの極板間の電圧をVとする。極板間の電場（電界）が一様であるとすると、極板間の電場の大きさEとV、dの間にはE＝（　ア　）の関係が成り立つ。また、真空中でのクーロンの法則の比例定数をk0とすると、二つの極板間には4πk0Q本の電気力線があると考えられ、電気力線の本数と電場の大きさの関係を用いるとEが求められる。これと（　ア　）が等しいことからQはVに比例してQ＝CVと表せることがわかる。このとき比例定数（電気容量）はC＝（　イ　）となる。