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電気磁気学I (1997年度 後期 本試験) 問題のコーナー (答の解説はここをクリック)

I 半径R(m)の接地していない導体球が真空中にある。以下の問いに答えよ。

 @Q(c)の電荷を導体球に与えた。電荷はどの様に分布するか。

 A導体球の中心よりr(m)における電界の方向と大きさを求めよ。

 B無限遠を基準にしたとき、導体球の電位を求めよ。

II 比誘電率1の媒質中で平面導体の表面よりH(m)の位置にQ(c)の点電荷を持ってきた。以下の問いに答えよ。ただし、平面導体の面積は、Hに対して無限に広いと見なせるとする。

 @導体表面に誘起される電荷を求めよ。(座標は適当に設定せよ。)

 A点電荷の受ける力を求めよ。

 B全体が比誘電率εrの媒質で満たされたとき、導体表面に誘起される電荷の分布と点電荷の受ける力はどの様に変化するか。

III 面積S(m2)の導体平板1,2が間隔d(m)で並行にある。(S≫d2)以下に答えよ。

 @導体平板1,2にそれぞれσ1(c/m2),σ2(c/m2)の電荷を与えた。導体平板1,2の中心を原点として導体平板1に垂直に向かう方向にz軸を選んで、任意の位置における電界の方向と大きさを求めよ。

 A@において、導体平板1,2の電位差を求めよ。

 B@において、z軸方向の電界をzの関数としてグラフで表せ。

 C導体平板1,2をキャパシタと見なしたとき、静電容量を求めよ。

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