難易度
電気力線に関する基礎知識があれば解ける論説問題です。
基礎レベルなので、確実に解けるようになりましょう。
問題
図に示すように、誘電率\(ε_0[F/m]\)の真空中に置かれた二つの静止導体球A及びBがある。
電気量はそれぞれ\(Q_A[C]\)及び\(Q_B[C]\)とし、図中にその周囲の電気力線が描かれている。
電気量\(Q_A=16ε_0[C]\)であるとき、電気量\(Q_B[C]\)の値として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
（１）\(16ε_0\) （２）\(8ε_0\) （３）\(-4ε_0\) （４）\(-8ε_0\) （５）\(-16ε_0\)
答え
（４）
要点整理
電気力線について
電気力線の性質
・＋電荷から出て、－電荷に入る
・電荷の無い所からは発生も消失も
しない
・電気力線は交わらない
・電気力線は枝分かれしない
・電気力線は途切れない
電荷と電気力線
電荷\(Q[C]\)から出てくる電気力線の本数\(N[本]\)は、場の誘電率を\(ε[F/m]\)としたとき、
\(\displaystyle N=\frac{Q}{ε}[本]\)
です。
回答解説
電気力線の性質から
＋電荷から電気力線が出て、－電荷に入ります。
このことから、電気力線を出している導体球Aは正電荷を帯びており、導体球Bは負電荷を帯びていることがわかります。
問題の図から、導体球Bに入る電気力線は\(N=８[本]\)であるため、
\(Q=ε_0N=-8ε_0\)
です。
以上より、（４）が答えです。
出典元
令和４年度第三種電気主任技術者試験 理論科目A問題下期問１
参考書
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