解答(1)ともに2.0×10°V/m
(4) 9.6×10-19J (5) 8.0m/s
(2) 6.0V (3) 2.0V, P
指針 (1) (2) (3) 一様な電場中での電場Eと電位差Vの関係は,
V=Ed と表される。なお,電位の基準(0V)は, 接地している点である。
(4)仕事 Wは,W=qV と表される。仕事の正負に注意して計算する。
(5) 電場からされた仕事が, 粒子の運動エネルギーとなる。
解説)(1) AB間には一様な電場ができており,点P, Qの電場の強
さは等しい。求める電場の強さE (V/m] は,
V
E=
d
12
=2.0×10°V/m
ともに2.0×10°V/m
6.0×10-2
(2) 点Pの電位を Ve, PB 間の距離を dpp として, V=Ed の関係から,
Vp=Edpe=(2.0×10°)× (3.0×10-)36.0V
(3) 点Qの電位 V。は,(2)と同様に計算すると,
V=EdoB=(2.0×10°)× (2.0×10-2)3D4.0V
これから, PQ間の電位差 Vpg は,
高電位となるのは, Pである。
(4) 粒子は負電荷なので, 電場とは逆向きに力を受ける。 Q→Pは, 電
場とは逆向きなので、電場(静電気力)がする仕事は正である。求める
仕事をWとして,
W=lqVpol=|(-4.8×10-19) ×2.0=9.6×10-19」
Vra= Vp-Va=6.0-4.0=2.0V
