物理
高校生
解決済み
ウです。
Vaのほうが電位が高い というのは、どこからわかりますか？
誰か教えてください🙏
354. ガウスの法則● 十分薄く広い平面A上に一様に分布してい
る正電荷がつくる電気力線,電場および電位を考える。 電気力線はA
に垂直でかつ一様である。クーロンの法則の比例定数をk[N·m?/C°]
として空欄を埋めよ。図のように,面積S[m°] の上面と下面をもち,
Aに垂直な円筒を仮想的に考える。円筒内部におけるA上の電気量
がQ[C](Q>0) であったとすると,円筒の上面と下面を貫いて出ていく電気力線の総
数Nは N=ア [本] で表される。したがって, 円筒の上面と下面を貫く単位面積
当たりの電気力線の本数, すなわち電場の強さEは円筒の上面と下面において
E=イ][N/C] で表される。Aにおける電位をOVとすると, Aから距離d[m] の
点における電位はウ[V] となる。
イA
[18 近畿大) 363
Aロ
のここがボイント
354
この場合のような電場を求めるときは, ガウスの法則”を用いる。このとき電場が平面Aの上下で対
称になっていることに注意する。
一様な電場内で,電場方向の2点間の電位差は Vm-Va=Ed で求められる。
(ア) この円筒にガウスの法則”を適用すると N=4rkQ[本]
(イ)上面と下面を貫く電気力線の本数はそれぞれ ES【本] であるから, 円
筒を貫く電気力線の総数は 2ES [本] である。 ゆえに,(ア)の結果より
Q[C)の帯電体から出る
電気力線の総数N[本] は
N=4rkQ[本]
である。
2ckQ
[N/C)
S
2ES=4ckQ
よって E=
(ウ)(イ)の結果より,平面Aのまわりには一様な電場ができる
ことがわかる。Aから距離d[m] の点をPとし, Pの電
位を Vp[V), Aの電位を VA[V]とすると(図a),AP 間
の電位差 Va-Vp は"一様な電場の式「V=Ed」より
2ckQ』
S
P V-(V)
2 電場の向きは電気力線の
向きで,電位の高いほうから
低いほうに向かう。
3 Aの電位のほうがPの電
位より高いので,Vp<0 であ
E||dm)
#, ゃん
VムーV=Ed=2nkQ,
AV VA[V]
2元kQ d(V)°
図a
Va=0V であるから Vp=
S
る。
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ななるほど！
Vaの方が高い というのはどこからわかりますか、？