物理 第四編 「電気と磁気」 １章 ： 電場 No.07 類題 4 組 番 氏名 x 軸に平行な方向の電場があり，位置の座標 x〔m〕とその点の電位 V〔V〕 との関係は，図のように表される。 （1） 点 A，B の電場の強さはそれぞれ何 V/m か。 （2） 2.0 × 10-6C の正電荷を点 B から原点 O まで運ぶとき， 静電気力のする仕事は何 J か。 D 点電荷のまわりの電位 ①１つの点電荷のまわりの電位 点電荷の周囲にできる電位 V を表す式を作ってみよう。 右図の場合の E やｄを V=Ed に代入すると・・・ V=Ed 電場 E E = 距離 r(m) kQ r2 +Q この辺の 電位Ｖは？ V= kQ ×r r2 ＝ kQ r < 点電荷の周りの電位 > 電位 V = kQ r (V) (Q は± も含めて計算に用いる） 問９ 6.0 × 10-6C の点電荷から 2.0m 離れた位置の電位を，無限遠を基準として求めよ。 クーロンの法則の比例定数を 9.0 × 109N・m2/C2 とする。 ＜混乱してきた？＞ 形のよく似た式が多く出てきます。意味・理屈で展開できるように！ 元々の意味は +1C 力 ＿＿＿＿に働く＿＿＿ E= ・・なので、q(C) の受ける力 F は F＝ qE (N) kQ r2 電場 V と E の関係は V ＝ Ｅｄ r (m) E +Q (d) 電位Ｖ V= kQ r r (m) V を代入・・・ +1C 元々の意味は＿＿＿＿の 位置エネルギー ・・なので、q(C) の持つ位置エネルギー U は 持つ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ U ＝ qV U＝ kQq r (J) (J) +q 力F＝ kQq r2 全ての基本！ ＜なんで電位の求め方は「本当は」ややこしいのか？＞ 電位とは位置エネルギーのことなので、またまた重力による位置エネルギー（ｍｇｈ）を 例にして理解しよう。 ＜基準の場所ってなんなんだ？＞ ここでの位置エネルギーを Start 求めたい！ 高さｈ 引き上げる 外力＝ mg 基準 地面 地面 重力ｍｇ 重力による位置エネルギーを思い出そう。 ② ① よく基準とした地面は、通常の状態で何 位置エネルギー ＝ もしない時の行きつく先である。 のに必要な仕事 位置エネルギーの基準 ＝行きつく先 ＝ 基準から外力が運んでくる mg × h ＝ｍｇｈ ①や②を参考に、電位（+1C の位置エネルギー）を考えよう。 基準（行きつく先） 無限の彼方 は＿＿＿＿＿＿＿だ！ ・・・・ +Q +1 +1 +1 ここでの位置 エネルギーを 求めたい！ ということで、基準（無限遠）から運んでくる仕事を考えよう。 運ぶ外力＝ +Q 大 +1 運ぶ外力＝ +1 中 運ぶ外力＝ ０ +1 ここでの位置 エネルギーを 求めたい！ 変化する 力が＿＿＿＿＿＿ので仕事が求めにくい・・・残念、やっぱりややこしかったんですね。 （大学入ってから積分使って力のグラフの面積から仕事を求めてください）
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