Question

りさ

問1～問3です。答えだけでいいので急ぎでお願いします。

- 課題 -
【問1】次の文章について、空欄に当てはまる適切な言葉や数式を答えよ
正の電荷 +2qと負の電荷 -q が、 それぞれ、点Aと点Bに置かれている。
各電荷はq>0だと仮定する。 また、AB間の距離をaとおく。直線 ABを含む
直線上において、これら2つの電場の強さがゼロになる点を求めたい。
まず、座標系を設定する。点 A を原点とし、A→B を正の方向と決める。直線 AB を含む軸をx軸とおい
て、原点からの座標位置をxであらわす。
上の座標系において、1C の電荷をx座標上に置くとき、この電荷が受ける力の向きを各電荷の正負から
考える。まず、この電荷をx<0の位置に置くとき、この電荷が受ける力の方向は( ① )であり、この電荷を
0<x<aの位置に置くとき、力の方向は(2 )、x>aの位置に置くとき、力の方向は( ③ )だから、電
場の強さがゼロになる点は( 4)の範囲にある。
次に、電場の強さ(=D大きさ)を具体的に計算する。電場の強さを、クーロンの法則を用いて、 「位置」と「距
離」の違いに注意して計算すると、正電荷 +2q が位置xに作る電場の強さは( ⑤ )で、負電荷 -qが位
置xに作る電場の強さは( 6:)である。ただし、クーロンの法則における比例定数をんとおく。
以上より、電場の強さがゼロになる点は、x=(7)で求められる。
A
+2q)
-9
→ X
a
*y
JA (9a)
【問2】 次の文章について、空欄に当てはまる適切な言葉や数式を答えよ
図の上うに
名:TのEさが

A (9a)
【問2】 次の文章について、 空欄に当てはまる適切な言葉や数式を答えよ
図のように、各辺の長さが aの正三角形を考え、頂点 A, B, C に、それぞれ
9a98.9cの電荷が置いてある。このとき、正三角形の中心に生ずる電場を求め
たい。以下では、クーロンの法則における比例定数をkとおく事。
正三角形の中心を0とする。線分 BC の中点から点Bの向き(水平右向き)をx軸の正の向き、中点から
点A の向き(垂直上向き)をy軸の正の向きとする。頂点 A, B, C の各点から0までの距離は、いずれも等
しく( 8 )だから、0 に生ずる電場のx 成分 E,は( 9 )で、y成分 E,は( 10 )である。したがって、例
えば、9g = -9cが成り立つとき、0に生ずる電場の強さEは( ① )で求められる。
a
+0
C(9c)
→ X
B(9B)
【問3】次の文章について、空欄に当てはまる適切な言葉や数式を答えよ
電荷から出る電気力線を、「1本、2本、…」のように、「本数」で考える場合がある。現実には、電荷から「現
実の線」が「1本、2本、…」のように出ているわけでは無い。しかし、イメージしやすいので、このような考え方
をする場合がある。このとき、電場の強さEは「単位面積あたりの電気力線の本数」で定義される。
ここで、点電荷Qを考える。点電荷の周りを半径rの球で囲むとき、 この球の表面積は(2 )である。電
場の定義より、電荷Qから出る電気力線がN本だとすると、E =( ③ )の関係が成り立つ。一方で、Eを、
Qとrおよび比例定数kを用いて書けば( 1 )で書ける。これらの関係と、k=1/4nE,(E, :真空中の誘
電率)から、電荷Qから球面rを貫く電気力線の本数 Nは( ⑤ )で表せ、 rに依存しない事、すなわち、
電荷を中心とする球面を貫く電気力線の本数は、球面の半径に依らず常に同じ事が分かる。また、これは、
授業で学んだ「電気力線束」と一致する事も分かる。

電場 電気