以下の問題について答えよ。必要なら座標を適当に設定してよい。
I 太さの無視できる線状に単位長さ当たりλ〔C/m〕で電荷が分布している。
@ 線からの距離H〔m〕の位置での電界を求めよ。
A @の位置にQ〔C〕の電荷をおいた。この電荷に働く力を求めよ。
B 線電荷密度λ=1〔C/m〕、点電荷Q=1〔C〕として、@とAで求めた電界と力はいくらになるか。
C Bにおいて、電気力線を描け。
II 半径R1〔m〕の厚さを無視できる円筒1と半径R2〔m〕の厚さを無視できる円筒2が同軸状にある。
(R1<R2)
円筒1に単位面積当たりσ1〔C/m2〕の電荷、円筒2に単位面積当たりσ2〔C/m2〕の電荷が分布している。
@ 円筒の中心から外方向にH〔m〕の位置での電界を求めよ。
A @の位置にQ〔C〕の電荷をおいた。この電荷に働く力を求めよ。
B 面電荷密度σ1=1〔C/m2〕、R1=0.01〔m〕、
σ2=1〔C/m2〕、R2=0.1〔m〕、点電荷Q=1〔C〕として、@とAで求めた電界と力はいくらになるか。
C 柱の方向に円筒1には、単位長さ当たり、1C/m、円筒2には、単位長さ当たり、−1C/mで電荷が分布している。
R1=0.01〔m〕、R2=0.1〔m〕、点電荷Q=1〔C〕として、@とAで求めた電界と力はいくらになるか。
D BとCにおいて、電気力線を描け。
III 半径R〔m〕の円柱状に単位体積当たりρ〔C/m3〕で電荷が分布している。円柱の中心から外方向にH〔m〕の位置での電界を求めよ。
IV 厚さの無視できる平板状に単位面積当たりσ〔C/m2〕で電荷が分布している。
@ 平板から垂直方向にH〔m〕の位置での電界を求めよ。
A @の位置にQ〔C〕の電荷をおいた。この電荷に働く力を求めよ。
B 面電荷密度σ=1〔C/m2〕、点電荷Q=1〔C〕として、@とAで求めた電界と力はいくらになるか。
V 厚さt〔m〕の平板状に単位体積当たりρ〔C/m3〕で電荷が分布している。平板の中心から外方向にH〔m〕の位置での電界を求めよ。
VI 点(0.1,0)〔m〕に1〔C〕の電荷、点(−0.1,0)〔m〕に−1〔C〕の電荷がある。
@ (0,1)〔m〕での電界を求めよ。
A (0,−1)〔m〕での電界を求めよ。
B (1,0)〔m〕での電界を求めよ。
C 電気力線を描け。