概要
平行平板コンデンサの電子に働く静電気力の計算問題です。
電位と電界の強さの関係式と、静電気力の関係式から簡単に導出できる簡単な問題です。
キーワード
平行平板コンデンサ、静電気力
問題
図のように、真空中に電極間隔 \(d [m]\) の平行板電極があり、陰極板上に電子を置いた。
陽極板に電圧 \(V [V]\) を加えたとき、この電子に加わる力 \(F [N]\) の式として、正しいのは次のうちどれか。
ただし、電子の質量を \(m [kg]\) 、電気素量を \(e [C]\) とする。
また、電極板の端効果は無視できるものとする。
(1) \(\displaystyle \frac{V}{d}e\) (2) \(\displaystyle \frac{V}{d^2}e\) (3) \(\displaystyle \frac{V}{d^2} \frac{m}{e}\) (4) \(\displaystyle \frac{V}{d^2}em\) (5) \(\displaystyle \frac{V^2}{d}e\)
答え
(１)
解説テキスト リンク
回答解説
コンデンサの電位\(V[V]\)と電界の強さ\(E[V/m]\)の関係は、次式で表されます。
\(V=Ed\)
⇔ \(E=\frac{V}{d}\)
電荷\(e[C]\)に働く静電気力\(F[N]\)は、次式で表されます。
\(F=eE=\frac{V}{d}e\)
以上より、（１）が答えです。
出典元
一般財団法人電気技術者試験センター （https://www.shiken.or.jp/index.html）
令和７年度下期 第三種電気主任技術者試験 理論科目問12
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