問題真空中で、2.0[m] 離れた 2 点 A、B にそれぞれ 3×10⁻⁶[C] の等しい正の点電荷を置いた。線分 AB の中点 M における電界の強さ E[V/m] と電位 V[V] の組合せとして正しいものはどれか。ただし、無限遠点の電位を 0[V]、比例定数を 9×10⁹[N·m²/C²] とする。
- aE = 5.4×10⁴、V = 5.4×10⁴
- bE = 2.7×10⁴、V = 0
- cE = 0、V = 5.4×10⁴
- dE = 0、V = 0
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正解：c. E = 0、V = 5.4×10⁴
電界はベクトル量で、中点では両電荷からの電界が同じ大きさで互いに逆向きとなるため打ち消し合い E=0 となる。電位はスカラー量で単純に加算され、各電荷までの距離は 1.0[m] だから V=2×9×10⁹×3×10⁻⁶/1.0=5.4×10⁴[V] である。電位も零とする組合せは、電位がベクトルのように打ち消すと誤解したものである。電界が 2.7×10⁴ や 5.4×10⁴ になるとする組合せは、電界の向きを考えずに大きさを加えた誤りである。
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