電気磁気学　IA　（後藤担当）　問題と答の解説

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このページは、’後藤英雄＠電気電子システム工学科　中部大学’が作成しています。

※真空中の誘電率は、８.８５４×１０^－１２〔Ｆ／ｍ〕とせよ。

I　真空中に面積Ｓ〔ｍ^２〕の導体板１，２が間隔ｄ〔ｍ〕で平行にある。以下の問いに答えよ。（必要な座標は各自で設定せよ。）

　①　導体板１にＱ〔Ｃ〕、導体板２に－Ｑ〔Ｃ〕（Ｑ＞０）の電荷を与えた。導体板間の電界を求めよ。

　②　①において、導体板１と導体板２の間の電位差を求めよ。

　③　導体板１と導体板２をコンデンサと見なしたときの静電容量を求めよ。

　④　①において、電気力線を示せ。

II　　電荷が、密度ρ〔Ｃ／ｍ^３〕で均一に半径ｄ〔ｍ〕の円柱状に分布している。以下の問に答えよ。

　①　柱の中心軸からｒ〔ｍ〕の位置の電界を求めよ。

　②　柱の中心軸からＲ〔ｍ〕の位置の電位を求めよ。ただし、電位の基準を円柱の中心軸にする。

　③　ρ＝１〔Ｃ／ｍ^３〕、ｄ＝０.１〔ｍ〕とする。中心軸から１〔ｍ〕の位置に－２〔Ｃ〕の点電荷がある。点電荷の受ける力を求めよ。

III　真空中の点（１，０，０）〔ｍ〕に１×１０^－９〔Ｃ〕の点電荷、点（－１，０，０）〔ｍ〕に１×１０^－９〔Ｃ〕の点電荷がある。以下の問いに答えよ。

　①　原点における電界と電位を求めよ。

　②　点（０，０，１）〔ｍ〕における電界と電位を求めよ。

　③　－１〔Ｃ〕の点電荷を、ｙ軸上の正の無限の遠方から原点まで移動させた。この点電荷の得たポテンシャルエネルギーを求めよ。