電界の要点

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柱は導体は「内部0・表面に垂直」コンデンサと誘電体の計算クーロン力は距離を図から取るの3つです。 → 電界の過去問と解説

① 導体の性質——「内部0・表面」を知っていれば選択肢が消える

性質補足(ワナの選択肢)
導体内部の電界は0第31回午前47・第32回午後45に共通する核
電荷は表面だけに現れる(静電誘導導体で起こるのは静電誘導。「誘電分極」は誘電体の現象——入れ替えが定番のワナ
表面の電界は面に垂直「接線方向」は✕
自由電子は電界と逆向きに動く負電荷だから。「電界の方向へ移動」は✕
帯電した導体球は表面で電界が最大内部は0、外側は距離とともに減少。第32回午後45の答えは表面上の点
静電シールド(第33回午前48)もこの延長で、接地した導体で囲むが答え。囲むだけでなく接地までして、内外の静電界を遮断します。

② コンデンサ・誘電体は3つの式で全部解ける

使う式はQ=CVE=V/dC=ε₀εrA/dの3つだけです。
問われ方解き方過去問の答え
電荷Qのまま誘電体(εr)を挿入(第30回午後47)Qが一定ならE=E₀/εrεr=5 → 0.2倍
誘電体を層状に充填(第31回午後45)層ごとにコンデンサへ分けて合成。重ねる=直列、並べる=並列εr3とεr6をd/2ずつ → 4倍
回路の合成静電容量(第33回午後45)並列=足す、直列=積/和(抵抗と逆)1μF

③ クーロン力——落とし穴は式ではなく「距離」

式はF=Q₁Q₂/(4πε₀r²)で毎回同じ。差がつくのはrを図から正しく取れるかです。

・正方形の頂点(第32回午前47):対角線の距離は√2s。隣のB・C(各2Q)がAを押す合力2√2kQ²/s²を、対角のXが引き戻してつり合う → X=−4√2Q(負電荷)

・糸で吊るして45°開く(第33回午前49):AB間=2a sin45°=√2a。これをrに入れて F=Q²/(8πε₀a²)

④ 静電気の◯✕(第33回午前47)

正しいワナの選択肢
液体は表面に帯電する
湿度が高いと帯電しにくい
接地は静電気除去に有効
帯電量は絶縁抵抗が大きいほど大きい(電気を逃がさない)「絶縁抵抗の小さい物体ほど大きい」は✕
摩擦帯電では両材質に異符号の電荷「同一符号」は✕

→ 過去問で確認する

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