(1)が分かりません💦 2枚目の青線の所はなんで不適なんですか？

204 電界と電荷 右図のように,点A(-α, 0) と 点B(α, 0) にそれぞれα〔C〕と34 [C] の正の点電荷が ある。クーロンの法則の比例定数をk [N･m²/C2〕とす る。 (1) -2g〔C〕の負の点電荷Pがx軸上で受ける電気 力が0になる点の座標を求めよ。 (2)次に、この点電荷Pを原点Oに置いたとき,点 電荷Pが受ける電気力を求めよ。 (3) さらに,この点電荷Pを原点Oから点 C (0, α)までゆっくりと動かすのに必要な 仕事を求めよ。 センサー 56,57,58,61 A (-a, 0) P y 〔m〕 ●C (0, a) JB (a,0) 10 (0, 0) q (C) - 2q (C) 3q (C) -x 〔m〕

なぜこれは電位が急に足し算をし出すんですか？ 意味がわかりません。位置エネルギーなら2dの点だけでいいじゃないですか。何やってんですかこれって。 図で教えてくれると助かります。

09316 T〔N〕と 。 り、 7 320 だけ離 ニ運ぶ →B /m 低いから 1773年にキャヴェンディッシュが発見していた。 電気力線と等電位線 物理 例題 69 の点電荷がある。 クーロンの法則の比例定数をko とし,重力の影響は考えない。 真空中で, x軸上の原点に電気量4gの正の点電荷, x=dの位置に電気量4の正 (1) 軸を含む平面内の電気力線の様子を表す図として最も適当なものを下の① ~④の中から選べ。 ただし, 図中の左の黒点は、軸の原点、右の黒点はx=dの 位置を示す。 なお, 図では電気力線の向きを表す矢印は省略してある。また, 等 ■位線を表す図として最も適当なものを, ①~④の中から選べ。 Q (2) x軸上で電界が0になる点はどこか。 0- xxx 1-X 1-43 3 質量(m,正の電気量 Qをもつ荷電粒子をx軸上のæ=2dの点に静かに置いた。 の電荷がx軸上の無限遠点に行ったときの速さを求めよ。 ① センサー 101 電気力線 ①接線が電界の方向 ②密→電界が強い 疎→電界が弱い ③正電荷(無限遠) から 負電荷 (無限遠) ヘ ④等電位面と直交 ⑤ Qから出る電気力線の 本数N=4kQ N ⑥E= andal S (SE に垂直な面積) 等電位線 地図の等高線に対応 正電荷→山の頂上 負電荷→海底の谷底 りになる点あいる センサー102 センサー 103 真空中の荷電粒子の運動 ~mv²+qV=- 2 (重力を考えない場合) Furk 解答 (1) この場合、電気力線は正電荷から出て無限港に行く。 *********** ------- 本数は電気量に比例する。 答えは④ 実際は三次元なので,この平面内の本数が電気量に比例すると は限らない。 等電位線は地図の等高線に対応する。 電気量の絶対値が大き いほど等電位線は密になる。 答えは ② (2) 世界の強さは+1Cの電荷が受ける力である。電界がOK なる点の座標をx(0<x<d) とすると、クーロンの法則よ り ko v=kx²² 4g×1 2² = ko g×1 (d-x)² これより (3-2d) (x-2d) = 0 V=ko エネルギー保存 mx02- 4q 9 + ko (2d-d) 2d ▶309 316 x=2dの点では電界の向きが同じなので不適。 ( 3 無限遠点を電位の基準とすると, x=2dの点の電位Vは, 3koq ....... (1) d +|QV|=| ①②より, v= GK Fr Bxx cd) mu²+Qx0 6koqQ md 2 ゆえに, x= d 3 物理 基礎 物理 24 電界と電位 197

明治大学の過去問です。 1枚目の11と12がわかりません。3枚目は12の選択肢です。どなたか教えていただきたいです 11は-2Q/3、12はEが正解です

Ⓒ2√5 8 の解答群 √√2 2 L V6 Ⓡ L 2 〔II〕 次の文中の C [® F に与えた電気量は 描いた図は 12 √3 2 √7. 2 © L ©L G√2L 9 から 16 から一つ選び,解答用紙の所定の欄にその記号をマークせよ。 ⒸVEL に最も適するものをそれぞれの解答群 真空中に,点Oを中心とする半径R 〔m〕 の不導体球Iがある。この球の内部 は一様に正に帯電しており, 全体で電気量Q〔C〕をもつ。 クーロンの法則の比 例定数をk [N･m²/C2] とする。 (1----) 38 @ (^-^) MO 0 1. 図1のように、点Oを中心とする不導体球Ⅰより大きな半径r 〔m〕 の球面 Sを考える。電場(電界)の強さがE[N/C〕 のとき,電場に垂直な面を単位 面積あたりE本の電気力線が貫くと定めると, 球面Sを貫く電気力線の本 数Nは, S内に含まれる電気量を用いて N = 9 である。 球面S上の inpony 電場は面に垂直であるので, S上の電場の強さは は 〔N/C〕となる。 このように,帯電体の外側の電場は,帯電体を囲む曲面の内部にある電気量 4 AV で定まり、点Oに同じ電気量をもつ点電荷があるとみなすことができる。 この不導体球Iを,図2のように点Oを中心とする中空の導体球殻ⅡIで囲 10 んだ。導体球殻 ⅡIに電荷を与えて帯電させると、導体球殻ⅡIの外側の電場 Q は、点Oに電気量 200 の点電荷があるときの電場と等しくなった。導体球殻IⅡI 3 11 である。また,不導体球Iの外側の電気力線を である。 Bように、下痢止 た点での単板 と点0での電 ただし、電力の基準は無

大学の授業なんですけど、全然わかんなくて、出来れば早急に6~11の解説を教えて欲しいです！

100 第6章 電場と電位 6. 図のような閉曲面を選んだ場合, ガウスの法則はどうなるか. 9 S 3 7. 球面電荷分布で球内の電場は,例題7のガウスの法則によって至る所で0になる。これ はまわりの電荷がつくる電場が球内では打ち消し合って消えることを意味している。こ のことをクーロンの法則を使って示せ. 8. 半径aの球内全体に一様に電荷Qが分布する球電荷分布による電場を球内外について 求め, 電場の変化をグラフにせよ. Q 402' Qr 4πε00³ (ra の場合E= r<aの場合E = 9.例題2で,原点および点(20,0)での電位を求めよ.また, A点の電荷をgに取り換えた とき,同じ点での電位を求めよ. P点での電荷は考えなくてよい. 9 9 (0, 6πεа 2πεа 3лεа 10. 半径aの球内に一様に電荷Qが分布する球電荷分布による電位を球内外について求め、 Q 4tor' 電位の変化をグラフにせよ. (ra の場合 r<aの場合 Q- 3a²-² 8π€а³ 11. 半径aの球内に一様に電荷Qが分布する球電荷分布による電場のエネルギーを求めよ. 3Q² 20πεª

この二つの問題何が違って最短距離が変わるのですか？

42 電磁気 11 静電気保存則 2000 +Q [C] を帯びた質量 M 〔kg〕 の粒子Bが,x軸 上の点Pに静止している。 また,+g 〔C〕を帯びた質 量m[kg] の粒子Aが最初, B から十分離れた位置にあり,x軸上正の m, q (A) ( 2011/0 Vo M, Q B し,重力や粒子の大きさは無視できるものとする。 まず粒子Bが点Pに固定されている場合について、 (1) AB間の距離の最小値 ro 〔m〕 を求めよ。 P 方向に速度vo 〔m/s]で動いている。 クーロン定数を[Nm/ ● (2) AB間の距離が2ro 〔m〕 のときのAの速さ 〔m/s] を求めよ。 (3) Aの加速度の大きさの最大値 amax 〔m/s2〕を求めよ。 次に,粒子Bがx軸上を自由に動ける場合について, (4)AがBに最も近づいたときの, Aの速度u 〔m/s] を求めよ。ま た, AB間の距離 1 〔m〕 を求めよ。 (5) その後AとBは互いに反発し遠ざかる。 十分に時間がたった後 のAの速度v[m/s] を求めよ。 (岡山大) (1) と (2) (3

電子振り子についての問題です。 (2)の答えがあっているか、教えてください"(_ _ ) お願いします。

3. 電気振り子 図のように, 正電荷Qをもつ小さな金属球 A を糸でつるし, 負電荷Qをもつ小さな金属球Bを近づ けると、糸は鉛直方向から30° 傾いて静止した。 このとき, 両者は水平に距離 はなれていた。 A の質量を m, 重力加 速度の大きさをg とする。 (1) A,B間にはたらく静電気力の大きさを, mg を用い て表せ｡ Tsin30=F=1/1/2 Tcos 30 = mg ET 2 ↓ T = // mg よりK=ko F = = = = = = = = mgenix T imgを代入 1 === √3 mg -mg 30⁰ (1) より F://mgQ=1QnxQB|=2Q 答 sin30° /mg (2) Qを,m,g,r, およびクーロンの法則の比例定数ko を用いて表せ。 F=kQAQE koro //mg r² a- mgr ² = 10 Q x 2ko COS30° A B

この問題の(3)の小球が正の無限遠に到達しないxの条件が分からないのでどうやって考えるのか教えて下さい。

364.電位図のように、xy平面上の点(a,0)(a>0), (a,0)にそれぞれ電気量Q>0) と4Qの点電荷が固定さ れている。 クーロンの法則の比例定数をk, 無限遠の電位を0 とし、重力や空気抵抗は無視できるものとする。 -4Q - a 0 a x X電気量C の小球を,x軸上の負の無限遠から点(-34,0)まで動かす間に静電気 力がする仕事を求めよ。 正の電気量をもつ小球を, 点 (α, 0) からx軸の正の向きにわずかな距離だけ離れた x軸上の点に静かに置いたところ、小球はx軸の正の向きに動き始めた。小球の速 さが最も大きくなる点のx座標を求めよ。 X₂ 正の電気量をもつ小球を,点(x,0)(x>α) に静かに置いた後,小球がx軸の正の向 きの無限遠に到達しないためのxの条件を求めよ。 [16 早稲田大改) 359

物理 電磁気 (イ)の答えがv0で、 (ハ)なのですが、解答に 運動量保存の式 Mva+mvb=M×0+-v0 と書いていたのですが、加速された直後と衝突前でBの速さが変化していないのはなぜですか？ 衝突するまでにBに働く力はないということですか？

なめらかな水平面上に質量M,正の電荷Qの点電荷Aと,質量m,正の電荷gの点 電荷 Bがある。クーロンの法則の比例定数をko として、次の問いについて答えよ。 (1) AとBが距離だけ離れているとき, (イ)Bに働く力の大きさと向きを求めよ。 (ロ) このときのBの位置エネルギーはいくらか。 ただし、この水平面上でAとBが無 限に離れたときの静電気力による位置エネルギーをゼロとする。 (2) A から十分離れたところでBを電圧VでAの方向へ加速した。 (イ) 加速された直後のBの速さを求めよ。 (ロ) 反発されて引き返す。 Aは固定され動けないものとすると、BはAに近づき, 最も近づいたときのAB間の距離を求めよ。 (ハ)Aは自由に動けるとする。 A,Bが近づき,反発して十分離れたとき, A の速さを 求めよ。なお,この一連の運動は完全弾性衝突とみなすことができる。

電界、電位、コンデンサーの質問です。 この問題がわかりません。 教えてください。

電界･電位･コンデンサー 16. 図のように,大きさが等しく符号が反対の電 荷+α, -g をそれぞれ点A(0, 4),B(0, -d) に置いた。 静電気力に関するクーロンの法則の 比例定数をkとする。 (1) 原点0での電界 (電場)の強さはいくらか。 (2) x軸上では,電界は成分のみとなる。 点C(2d, 0) における電界の強さは, 原点 0 における強さの何倍か。 17. 図のように, 真空中で原点に電荷Q の粒子 A が 固定されている。 位置 (4a, 3a) に電荷gの粒子 B をもってきたとき, 粒子Bが粒子Aのつくる電界 (電場) から受ける静電気力の大きさはアである。 また, 粒子 B を位置 (4α, 0) まで移動させたとき, 粒子 B にはたらく静電気力のなした仕事はイ である。 ここで,ko は真空中でのクーロンの法則 の比例定数である。 (3) (6) or Ⓒod (8) OS (2) 点における電界の大きさはいくらか。 oa y↑ +qA (0, d) 2 N/C -q B(0, -d) 0 a 3. 電磁気に関する文章を読み、下の問いの答えを,それぞれの解答群のうちから1つ ずつ選べ。 真空中で, 図のような縦0.6m, 横 0.8mの長方形 abcd の各頂点に電荷を置く。 a 点, c点の電荷はそれ ぞれ+4.0×10-°C で, b点の電荷は-3.0×10-°C, d点の電荷は5.0×10-°Cである。 長方形の各辺の 中点をそれぞれ p,q, r, s とし, 中心点を0とする。 クーロンの法則の比例定数は 9.0×10°N･m²/C2 とす る。 (1) 点における電界 (電場) はどの方向を向いているか。 ob ② op 5 oc 4 oq p Al C(2d, 0) x (4a, 3a) (4a, 0) x 0 S q r C

物理の電磁気の質問です。大問4の解答の左の1番上の段のF=|Fa-Fb|は分かるのですが、その後の Faは点A,点Cに、Fbは点B,点C に着目してクーロンの法則を用いているのが何故なのか分かりません

4 1 AはBから引力を受けているからB の電荷は負。 -g とおくと 90=9×10°x 2×10-q_ 0.12 2q g=5x10-5 .. -5x10-5C なお、問題文では 「電荷はいくらか」 としたが,「電気量はいくらか｣ と同じ 意味である。 「電荷」 の方が 「電気量」よ り広い意味で用いられているが,区別は 気にかけなくてよい。 A 2 F=9×10°× =1.6N, 引力 接触させると電荷の一部は中和する。 残るのは F'=9x10°× 3 F₂=429 Fc=kg.2gkg2 (2a) 2 F=√FB²+Fc² 電磁気 +2×10-+(−8×10-)=-6×10-6 この電荷は A, B に半分 (-3×10-) ずつ分かれ、再び離すと両者は負で岸 りょく 力となる。 - kq² √√1+ a = √5 kq² 2a² = 0.9N, 斥力 ( 反発力) B g |_2×10-×8×10-6 0.32 3×10-×3×10-6 20.32 = 1 Fr B+ A+ FB FB Fc F [9] FA C DU 4* 図のような電荷をもつ小球 A, B, C が直線上 にa, rの距離を隔てて置かれている。Cが受け る静電気力の大きさFを求め, その向きが右向 きとなるためのrの範囲を求め, αで表せ。 右向きとなるためには FA-FB が正と なればよい。102 .. r²-2ar-a²>0 左辺=0とおいたときの2次方程式の解 r=a±√2a を用いて r>0 より r> (1+√2)a Cを自由に置ける場合には, AB間も 含まれる (FA, FBともに右向きの力と なるから)。 A より左側はFAが左向き で右向きのFBより大きく(Aの方が電 気量が大きいし距離が近いから), あり 得ない。 次図の太線部が該当することに なる。このような定性的な見方も大切で ある。 +1C →+++ C +2g F=FA-FB k2gg -|(a+r) ² = k·a·a/ C... kQ kq2r²-2ar-a² (a+r)²² A B 5 実線が+ のつくる電場 点線がのつくる電場 灰色は合成電場 -q A B (1+√2)a. Q Eo D +q C 07 D' E2 07 kQ (2a)² (4a)² D… y方向はキャンセルして消えてし まう。 x 方向は E₁ F xC + Q 3kQ 16a², 北方向