令和2年度 電験3種 理論 問2の過去問解説

四本の十分に長い導体円柱①~④が互いに平行に保持されている。①~④は等しい直径を持ち、図の紙面を貫く方向に単位長さあたりの電気量$\left[\mathrm{C/m}\right]$又は$-Q\left[\mathrm{C/m}\right]$で均一に帯電している。ただし、$Q>0$とし、①の帯電電荷は正電荷とする。円柱の中心軸と垂直な面内の電気力線の様子を図に示す。ただし、電気力線の向きは示していない。このとき、①~④が帯びている単位長さあたりの電気量の組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

(1) $+Q$ $+Q$ $+Q$ $+Q$
(2) $+Q$ $+Q$ $-Q$ $-Q$
(3) $+Q$ $-Q$ $+Q$ $+Q$
(4) $+Q$ $-Q$ $-Q$ $-Q$
(5) $+Q$ $+Q$ $+Q$ $-Q$

解答・解説

正解(2)

①の導体棒は正に帯電しているので、電気力線を放出しています。

そして、放出された電気力線は負電荷に流入するので、①の導体棒と電気力線がつながっている③と④は負電荷になります。

そして、②は正電荷である①と電気力線がつながっておらず、負電荷である③④と電気力線がつながっているので、②は正電荷になります。

以上より、
①$+Q$
②$+Q$
③$-Q$
④$-Q$
となるので、答えは(2)になります。

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