電磁気

【演習】電場と電位の関係

物理【電磁気】第7講『電場と電位の関係』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

電場と電位の関係電場と電位。似た用語ですが,全く別物。…ではあるのですが,この2つはお互いにどう関係しているのでしょうか?...
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問題

[Level.1]
一様な電場の,同じ電気力線上に点A,Bがある。 AB間の距離は0.80mであり,Aの電位はBよりも40V高い。 この電場の強さを求めよ。

[Level.2]
x軸に平行な電場があり,図1は位置xx≧0m)とその点での電場Eの関係を表したものである。 位置xとその点での電位Vの関係を表すグラフ(x≧0m)を書け。 ただし,原点Oの電位は10Vであるとする。

[Level.3]
図2のように,空間中に正電荷と負電荷が置かれており,図中の各線は10Vごとの等電位線である。 図中のA→B→C→D→Aの経路に沿って1.5Cの電荷をゆっくりと運ぶとき,各区間で静電気力のする仕事はいくらか。

この下に答えを載せていますが,まずは自力で考えてみましょう。


答え

[Level.1]
50V/m

[Level.2]
下図参照。

[Level.3]
A→B:30J
B→C:45J
C→D:0J
D→A:−75J

(※ 解説は現在準備中。)