2023年12月23日

高校物理「電気」平面から出る電気力線と電場

高校物理「電気」平面から出る電気力線と電場

◆問題
無限に広い平面に、単位面積あたり+δ[C]の電荷が一様に分布している。この平面からr[m]離れた点の電場の強さを求めよ。ただし、クーロンの法則の比例定数をk[N・m2/C2]とする。


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◆解説

無限に広い平面に、単位面積あたり+δ[C]の電荷が一様に分布している。この平面からr[m]離れた点の電場の強さを求めよ。ただし、クーロンの法則の比例定数をk[N・m2/C2]とする。

この平面から出る電気力線は、平面上の1m2の円を考えて、その円から上下に伸びる円柱を考えます。
求める電場の強さをEとすると、この円柱の断面を貫く電気力線は2E本となります。

この平面には均等にδの電荷が分布しているので、この平面1m2から出る電気力線の本数は4πkδ本となります。

2Eと4πkδは、どちらもこの平面1m2あたりの電気力線の本数を表しているので、等しいはずです。
つまり、

2E=4πkδ
 E=2πkδ[V/m]


◆関連項目
導線の周りの電気力線と電場
球面上の電気力線
電気・磁気まとめ

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posted by えま at 06:00| Comment(0) | TrackBack(0) | 高校物理 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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