理論/問1

電極板面積と電極板間隔が共に $S$ [$m^2$] と $d$ [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 $V_0$ [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 $E_1$ [V/m]、電束密度を $D_1$ [C/$m^2$]、また、コンデンサ $C_2$ の電極板間の電界の強さを $E_2$ [V/m]、電束密度を $D_2$ [C/$m^2$] とする。両コンデンサの電界の強さ $E_1$ [V/m] と $E_2$ [V/m] はそれぞれ (ア) であり、電束密度 $D_1$ [C/$m^2$] と $D_2$ [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 $Q_1$ [C]、コンデンサ $C_2$ に蓄えられる電荷を $Q_2$ [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 $\varepsilon_0$ [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。