令和2年(2020年) 電験三種 理論 問1

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そちらも見て下さい。 

今年の理論の問題は、箔検電器などいつもと少し違う問題が出題されていますが、基本的な傾向は変わっていません。

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  問1

　図のように，紙面に平行な平面内の平等電界$E$［V/m］中で$2C$の点電荷を点$A$から点$B$まで移動させ，さらに点$B$から点$C$まで移動させた。この移動に，外力による仕事$W=14J$を要した。点$A$の電位に対する点$B$の電位$V_{BA}$［Ⅴ］の値として，最も近いものを次の（1）～（5）のうちから一つ選べ。

　ただし，点電荷の移動はゆっくりであり，点電荷の移動によってこの平等電界は乱れないものとする。

(1)　5　(2)　7　(3)　10 　(4)　14 　(5)　20

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答え　(3)

電圧（電位）$V=Ed$[V]
電荷を$Q$とすると、電位による位置エネルギー$W$は
$W=QV$[J]

　ここで、基本に立ち返って、$1C$の電荷が電界の向きに$2$点間を動くときに、電界が電荷にする仕事が$1J$のとき、$2$点間の電位差を$1V$とする。
　よって、$2C$の電荷が$0.7m$（電界の方向に$1.0m$進んで、$0.3m$戻る）と考え、このときの仕事が$14J$なので、
$14=2 \times V$
$V=7[V]$
よって、$0.7m$で$7V$なので、

点$A$の電位に対する点$B$の電位$V_{BA}$は

$AB$間の距離が$1.0m$より、$10V$となります。