問題極板間隔 2.0[mm] の平行平板電極間に 300[V] の直流電圧を加えた。極板間の電界は一様であるとするとき、極板間に置かれた電荷 1.6×10⁻¹⁹[C] の粒子に働く静電力の大きさ[N]として正しいものはどれか。
- a4.8×10⁻¹⁴
- b9.6×10⁻¹⁴
- c2.4×10⁻¹⁴
- d4.8×10⁻¹⁷
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正解：c. 2.4×10⁻¹⁴
一様電界の強さは E=V/d=300/(2.0×10⁻³)=1.5×10⁵[V/m]。電荷に働く力は F=QE=1.6×10⁻¹⁹×1.5×10⁵=2.4×10⁻¹⁴[N] となる。4.8×10⁻¹⁷ とする値は電圧 300 をそのまま電界とみなし F=QV としたもので、極板間隔で割る操作が抜けている。4.8×10⁻¹⁴ は極板間隔を 1.0[mm] として計算した値、9.6×10⁻¹⁴ はさらに 2 倍した値であり、いずれも誤りである。
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