高校物理 要点・解法ノート
差がつく

導体の性質・静電誘導・静電遮蔽

着眼点静電平衡の導体は「内部の電場0」「全体が等電位」「電荷は表面だけ」。等電位面と電気力線は直交する。

  • 導体に帯電体を近づけると、近い側に異符号、遠い側に同符号の電荷が現れる(静電誘導)。
  • 中空の導体の内側の空洞には、外の電荷による電場が入らない(静電遮蔽)。
  • 導体を接地すると、導体の電位が0になるように電荷が出入りする。
例題
1
帯電していない箔検電器の金属板に正の帯電体を近づけた。箔はどうなるか、理由とともに答えよ。
解答
静電誘導で金属板に負、箔に正の電荷が現れる。2枚の箔が同符号に帯電するので箔は開く。
2
上の状態のまま金属板に指を触れ(接地し)、指を離してから帯電体を遠ざけた。箔はどうなるか。
解答
指を触れると箔の正電荷が逃げて箔は閉じる(金属板の負電荷は帯電体に引かれて残る)。指を離してから帯電体を遠ざけると、残った負電荷が全体に広がり、箔は負に帯電して開く。
ポイント「導体内部は等電位」をコンデンサーの極板・金属板挿入の問題でそのまま使う。
確認問題
1
帯電した導体球の内部の電場はいくらか。
答え
0(静電平衡の導体内部)

「静電気力・電場・電位・コンデンサー」の項目

  1. クーロンの法則必須
  2. 電場(電界)と点電荷のつくる電場必須
  3. 電気力線とガウスの法則差がつく
  4. 電気双極子のつくる電場・電位不要
  5. 電位・電位差と仕事必須
  6. 一様な電場と荷電粒子の加速必須
  7. 導体の性質・静電誘導・静電遮蔽差がつく
  8. 鏡像法(接地した導体平面と点電荷)不要
  9. 電気容量と平行板コンデンサー必須
  10. コンデンサーの静電エネルギー必須
  11. 極板間にはたらく引力差がつく
  12. コンデンサーの接続と電荷保存必須
  13. 誘電体・金属板の挿入差がつく

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