2021年度 理論 問1

次の文章は、平行板コンデンサに関する記述である。

図のように、同じ寸法の直方体で誘電率の異なる二つの誘電体 (比誘電率 $\varepsilon_{r1}$ の誘電体1と比誘電率 $\varepsilon_{r2}$ の誘電体2) が平行板コンデンサに充填されている。極板間は一定の電圧 $V$ [V] に保たれ、極板Aと極板Bにはそれぞれ $+Q$ [C] と $-Q$ [C] ($Q>0$) の電荷が蓄えられている。誘電体1と誘電体2は平面で接しており、その境界面は極板に対して垂直である。ただし、端効果は無視できるものとする。

この平行板コンデンサにおいて、極板A, Bに平行な誘電体1, 誘電体2の断面をそれぞれ面 $S_{1}$, 面 $S_{2}$ (面 $S_{1}$ と面 $S_{2}$ の断面積は等しい) とすると、面 $S_{1}$ を貫く電気力線の総数 (任意の点の電気力線の密度は、その点での電界の大きさを表す) は、面 $S_{2}$ を貫く電気力線の総数の (ア) 倍である。面 $S_{1}$ を貫く電束の総数は面 $S_{2}$ を貫く電束の総数の (イ) 倍であり、面 $S_{1}$ と面 $S_{2}$ を貫く電束の数の総和は (ウ) である。

上記の記述中の空白箇所 (ア) ～ (ウ) に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。