問題真空中で、無限に広い接地導体平面から 0.10 m の高さに +2.0 μC の点電荷を置いた。この点電荷が導体平面から受ける力の大きさ [N] はいくらか。ただし、1/(4πε0) = 9.0×10⁹ N·m²/C² とする。
- a3.6 N
- b1.8 N
- c0.45 N
- d0.9 N
答えと解説を見る
正解:d. 0.9 N
正解は「0.9 N」。影像法により、導体面の反対側 0.10 m の位置に −2.0 μC の影像電荷を置く。両者の距離は 0.20 m なので、F = 9.0×10⁹×(2.0×10⁻⁶)²/0.20² = 0.9 N(引力)となる。「3.6 N」は誤り。3.6 N は距離を 0.10 m(導体面までの距離)として計算した値で、影像電荷との距離 0.20 m を使っていない。「1.8 N」は誤り。1.8 N は距離の 2 乗を 2×0.10² = 0.02 として計算した誤りである。「0.45 N」は誤り。0.45 N は正しい値を 1/2 にしたもので、静電エネルギーの考え方と力を混同している。
広告体系的に対策するなら第二種電気主任技術者の対策講座(SAT)を見る →![]()