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 厚さt〔m〕の平板状に単位体積あたりρ〔C/m3〕で電荷が分布している。以下の問に答えよ。(面の厚さに比べて面は十分に広いとする。)
@ 平板の中心から距離H〔m〕における電界を求めよ。
A 平板の中心から距離H〔m〕における電位を求めよ。電位の基準を平板の中心とする。
II 半径a〔m〕の円柱状に単位体積あたりρ〔C/m3〕で電荷が分布している。以下の問に答えよ。(半径に比べて円柱は十分に長いとする。)
@ 円柱の中心軸から距離H〔m〕における電界を求めよ。
A 円柱の中心軸から距離H〔m〕における電位を求めよ。電位の基準を円柱の中心軸とする。
III 十分に広い接地された導体板がある。以下の問いに答えよ
@ 平板から垂直方向にH〔m〕の位置にQ〔C〕の電荷がある。この電荷に働く力を求めよ。
A @で、導体表面に誘起される電荷を求めよ。
B q〔C〕の電荷を無限遠方から、垂直方向にh〔m〕の位置まで移動させた。この電荷の得たエネルギーを求めよ。
IV 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。1Cの電荷を無限遠から、(0,1)〔m〕へ移動させた。この電荷の得たエネルギーを求めよ。
A (0,−1)〔m〕での電界を求めよ。−1Cの電荷を無限遠から、(0,−1)〔m〕へ移動させた。この電荷の得たエネルギーを求めよ。
B (1,0)〔m〕での電界を求めよ。2Cの電荷を無限遠から、(1,0)〔m〕へ移動させた。この電荷の得たエネルギーを求めよ。