2021年度 理論 問17(a)

(選択問題)
図のように、極板間の厚さ $d$ [m], 表面積 $S$ [m$^2$] の平行板コンデンサAとBがある。コンデンサAの内部は、比誘電率と厚さが異なる3種類の誘電体で構成され、極板と各誘電体の水平方向の断面積は同一である。コンデンサBの内部は、比誘電率と水平方向の断面積が異なる3種類の誘電体で構成されている。コンデンサAの各誘電体内部の電界の強さをそれぞれ $E_{A1}, E_{A2}, E_{A3}$, コンデンサBの各誘電体内部の電界の強さをそれぞれ $E_{B1}, E_{B2}, E_{B3}$ とし、端効果, 初期電荷及び漏れ電流は無視できるものとする。また、真空の誘電率を $\varepsilon_{0}$ [F/m] とする。両コンデンサの上側の極板に電圧 $V$ [V] の直流電源を接続し、下側の極板を接地した。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

コンデンサA構成: 上から順に $\varepsilon_{r}=2$ (厚さ $d/6$), $\varepsilon_{r}=3$ (厚さ $d/3$), $\varepsilon_{r}=6$ (厚さ $d/2$)。
コンデンサB構成: 左から順に $\varepsilon_{r}=2$ (面積 $S/6$), $\varepsilon_{r}=3$ (面積 $S/3$), $\varepsilon_{r}=6$ (面積 $S/2$)。厚さは全て $d$。

コンデンサAにおける各誘電体内部の電界の強さの大小関係とその中の最大値の組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。