例題 106 正電荷Sのまわりの電位の様子が 0.5 [V] ごとの等電位面 (線)で示されてい る。 点Eを通る等電位面は0〔V〕 である。 (1) 点Cを通る電気力線を破線で図示せ よ。 (2) 点A の電位はいくらか。 (3) 点A,B,C のうち,最も電場が強いところはどこか。 (4) -0.1 〔C〕の負電荷を, 点Eから点Dまでゆっくり運ぶのに必 要な仕事 W はいくらか。 また, 0.2 [C] の正電荷をA→B→E →Aの順にゆっくり運ぶのに必要な仕事 W2 はいくらか。 SMAMBO? (1) 電気力線は等電位面に直交することから 右図が得られる。 OV S ココが、 OV E (2) 正電荷Sに近づくにつれて電位は上昇 する。 点Aは点Eから数えて4段目の等 電位面上にある。 したがって点Aは点E より0.5×4=2〔V〕 だけ電位が高い。 • VA= +2 (V) (3) V = Ed より, E = V/dとなる。 電位差 V が等しければ, 距離 (間隔) dが小さいほど電場は強い。 このことから等電位面の間隔が狭い場所が, より電場は強いことになる。 したがって点 A, B, Cのうちでは点Aが最 も電場が強いことがわかる。 (4) Wi=g(Vo-V)より,g=-0.1 [C], Vo=-1 [V], VE= 0 [V] を 代入して W=-0.1×(-1)=0.1〔J〕 また,静電気力に抗してした仕事は途中の道筋には関係ないので W2=g(VA-VA) = 0 (外力のした仕事) = (位置エネルギーの変化) また, (静電気力のした仕事)=- (外力のした仕事)