80 [3] 静電気力と電場
必97. 〈帯電した平面による電場〉
真空の誘電率を so [F/m〕(=[C2/(N・m²)]) として次の問いに答えよ。
〔A〕 図1のように, 真空中に面積 S [m²] の十分に薄い金属平板が
あり,その上に電荷Q(Q>0) [C] が一様に分布している。
(1) 電荷Qから出ている電気力線の総数Nを求めよ。
(2) 電気力線が金属平板に垂直で外を向いているとして, 金属平板のまわりの電場の強さ
E[V/m〕 を求めよ。
〔B〕 図2のように, 真空中に [A] の金属平板が2枚, 間隔d [m〕
で平行に置かれている。 この平行金属平板からなるコンデンサー
の電気容量を求める。
(1) 金属平板 A, B に, それぞれ電荷Q [C], -Q [C] が一様に分
布しているとき, 金属平板間の電場の強さE 〔V/m〕 を求めよ。
(2) 金属平板Bから見た, Aの電位V [V] を求めよ。
A
di
(3) コンデンサーの電気容量 C [F] を求めよ。
(4) 金属平板Aが受ける引力の大きさF〔N〕 をQとE」 を用いて表せ。
B
図1
図2
+Q
+ Q
[ 信州大改 〕