高3 物理 夏期課題 入試問題演習
【2024年 福岡大】
2 図のように, x軸,y軸,原点 0 を定め, 点 (0, 3a) (ただし,a>0) に電気量+α (g>
0)の点電荷,点 (0, 3α) に電気量-g の点電荷を固定した。 クーロンの法則の比例定数を k,
静電気力による位置エネルギーおよび電位の基準を無限遠とし, 重力の影響はないものとして
以下の文中の
内に入れるのに適当な文字式を求めよ。 ただし, (4) は解答群より選び番
号で答えよ。
Aの点電荷が点C (4a, 0) につくる電場の強さは (1) で
あり,Bの点電荷がCにつくる電場の強さは (2) である。
これらの2つの点電荷がCにつくる電場の強さは (3) であ
り, 電場の向きは (4) である。 x軸上の点 (x1, 0) におけ
る電位は (5) であり, y軸上の点 ( 0, yì) (ただし, -3a <
y<α) における電位は (6) である。
y1
A (0, 3a) ++q
C(4a, 0)
I
B(0, -3a) a
電気量-Q (Q>0) の電荷をもつ質量mの小球を0においた。 この小球を0から点D (a,
である。 また、 同じ小球を0から点E (0,
である。この小球をEにおいたとき この
である。
0) までゆっくりと動かすのに必要な仕事は (7)
a)までゆっくりと動かすのに必要な仕事は (8)
小球の静電気力による位置エネルギーは (9)
次に,この小球をEから, y 軸方向負の向きに速さで打ち出した。 その後, 小球は点F(0,
-2α)に到達したところで速度が0になり、 運動の向きを変えた。 小球がFに到達したときの
静電気力による位置エネルギーは (10) であり,このことから速さは (11) と求めるこ
とができる。
【解答群 】
① x 軸方向正の向き ② x軸方向負の向き ③ y 軸方向正の向き ④y軸方向負の向き
