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今回は令和3年度 理論科目 A問題2を解説します。真空中で電荷を帯びた2つの導体小球を、比誘電率2の絶縁体の液体で満たしたときに、小球間に作用する静電力がどう変化するかを問う選択問題です。 クーロン力は|F|＝|q1q2|/(4πεr2)で、誘電率εに反比例しま...

今回は令和3年度 理論科目 A問題1を解説します。比誘電率の異なる2つの誘電体を横に並べて充填した平行平板コンデンサ（電圧V一定）について、各誘電体を貫く電気力線と電束の総数の関係を問う空欄補充問題です。 並置（並列）なので両誘電体の電界E＝V/d...

今回は令和4年度上期 理論科目 B問題17を解説します。真空のコンデンサC1と誘電体入りのC2を直列接続し120Vを加えたとき、（a）C2の比誘電率εr、（b）合成静電容量を求める計算問題です。C1の板面積はC2の2倍、C1の電圧は80Vです。 直列では両コンデンサの...

今回は令和4年度上期 理論科目 A問題10を解説します。充電済みのコンデンサC1と未充電のC2をスイッチと抵抗Rを介して接続したとき、過渡現象が終わるまでに抵抗Rで消費される電気エネルギーを求める計算問題です。 ポイントは電荷は保存されるがエネルギー...

今回は令和4年度上期 理論科目 A問題2を解説します。一辺1mの正三角形の各頂点に＋1C、＋1C、-1Cの点電荷を置いたとき、正の点電荷に働く力F1と負の点電荷に働く力F2の比F2/F1を求める計算問題です。 各ペア間の力の大きさはすべて等しく（距離1m）、ベク...

今回は令和4年度下期 理論科目 B問題17を解説します。大きさの等しい2つの導体球A、Bについて、（a）クーロン力の比例定数を実測値から求め、（b）電荷を持たない導体球CをA・Bに順に接触させて電荷を分配した後、Cに働く力が釣り合う位置を求める計算問題...

今回は令和4年度上期 理論科目 A問題1を解説します。誘電率εの誘電体で満たされ、電圧Vが一定に保たれた平行板コンデンサについて、誤っている記述を選ぶ論述問題です。 電圧一定なので電界E＝V/dは誘電率εに依存しません。この点を押さえれば、「電界が誘...

今回は令和4年度下期 理論科目 A問題2を解説します。上側極板がE、下側極板が-Eの平行板コンデンサの中心に、電荷Qの導体球を置いたときの電荷Qの符号と導体球の電位Uを、電気力線の図から判断する問題です。 電気力線が導体球から正味で出て行けば正電荷...

今回は令和4年度下期 理論科目 A問題1を解説します。2つの導体球A、Bの周囲に描かれた電気力線の図から、電気量QA＝16ε0のときの導体球Bの電気量QBを求める計算問題です。 電気力線の本数は電荷量に比例し、1本＝ε0分の電荷に対応します。Aから出る本数、...

今回は令和5年度上期 理論科目 B問題17を解説します。3種類の誘電体を縦に積層したコンデンサA（直列）と横に並置したコンデンサB（並列）について、（a）コンデンサA内部の電界の大小関係と最大値、（b）両コンデンサの蓄積エネルギーの比を求める問題で...