I 半径 R(m)の接地していない導体球が、比誘電率εrの均質な媒質中にある。導体球は帯電して いないとして、以下の問いに答えよ。
@ 導体球の中心より、r(m)(r>R)の位置にQ(c)の点電荷を置いた。導体球に現れる現象について説明せよ。
A @において、点電荷に働く力を求めよ。
B @において、導体球の電位を求めよ。
II 内側円筒の外径が R1(m)、外側円筒の内径が R2(m)で同軸状に導体円筒がある。二つの円筒の間には、比誘電率εrの媒質が満たされている。以下の問いに答えよ。
@ 内側円筒に単位面積当たりσ(c/m2)(σ>0)の電荷を与えた。円筒の中心からの距離r(m)における電界を求めグラフで表せ。
A 外側円筒と内側円筒の間の電位差を求めよ。
B 外側円筒と内側円筒を電極としたとき、単位長さ当たりの静電容量を求めよ。
III 真空中に設定したxyz座標によって、以下のように点電荷が与えられるとき、原点における電界と電位を求めよ。 (電界は、’大きさと方向に分け’ても’成分で表し’てもどちらでもよい。) (π、ε0はそのまま用いてよい。平方根も簡単な表現に変形するだけでよい。もちろん数値を求めてもよい。)
@ ( 1, 1, 0)(m)に 1(c) (−1,−1, 0)(m)に−1(c)
A ( 1, 1, 1)(m)に 1(c) (−1,−1, 1)(m)に 1(c) ( 1,−1,−1)(m)に 1(c) (−1, 1,−1)(m)に 1(c)