• ベストアンサー

電磁気 球 電界

内半径a1,外半径a2で挟まれた同心球核内だけに電荷密度ρが一様に分布している。 以下の問いに答えよ。 中心から距離rとして、電場の大きさが0以外、すなわち発生するのは どの区間か? 上記のような問題なのですが、 r<=a1の時は電場が発生せず、 a1<=r<=a2の時は電場が発生する。 a2<=rの時も電場が発生する。 a1<=r<=a2の時は導体内だから 電場が発生しないと友達は言っていますが、 私は別に2つの導体があるだけで、 導体内の中にrがあるわけではなく、 導体間にrを取っているので、 電場は発生すると思っています。 以上のようで合っていますか? どなたかご教授ください。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • rnakamra
  • ベストアンサー率59% (761/1282)
回答No.1

問題の中に"導体"の単語がまったくないのだが、なぜ導体内での電界の話になっているのだろうか? それとも問題の写し間違い? この問題を文字通り受け取ると、内半径a1,外半径a2の球殻がある、それ以外は何もない、と受け取るのだがどうだろうか。 この球殻は導体ではない。導体だとすると電荷密度ρで電荷が一様に分布しているなどありえない。導体内なら電荷密度はゼロになるに決まっている。 つまり、この問題には"導体"と呼べるものはどこにも存在していない、というものではないのだろうか。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

関連するQ&A

  • 電磁気学 電場

    「半径aの絶縁体球を正の電荷密度ρで一様に帯電させた時にできる、電場の向きを図で示しなさい。」 という問題です。添付した画像のように図を描いてみたのですが、正しいでしょうか。絶縁体球の外部と内部で電場の向きは変わらないと思うのですが・・・・・・・ それから、球対称に電荷が分布しているはずなので、絶縁体球と同心の半径rの球状のガウス面を任意で設定し、電場の向きを示す矢印を2本(外部と内部)だけ書き入れたのですが、適切な書き方でしょうか。

  • 電磁気の問題がわかりません

    導体球と誘電体の問題です。 よろしくおねがいします。 導体球A(半径a)と導体球核B(内半径b、外半径c)が同心で置かれ、 aとbの間にε1の誘電体が詰められ、 Bの外側cからから半径dまではε2の誘電体で覆われ、 dより外側は真空(ε0)である状態について。 (a<b<c<d) AにQ1の電荷、BにQ2の電荷を与えた場合の、 任意の半径位置r(0<r<∞)における電界のr方向成分と電位を求める問題です。 (基準点は無限遠点) 図があればわかりやすいと思うのですが準備する余裕がなく申し訳ありません。 導体球核の外側にまで誘電体がある…という問題に混乱してしまい、御恥ずかしながらご教示をお願いします。

  • 大学の電磁気学についての問題です!!

    大学の電磁気学についての問題です!! 半径a<bの同心導体球殻A,Bがあります。 Aに電荷+q、Bに電荷-qを与えました。 (1)A,B間の任意の点r(ベクトル)(a<r<b)における電場E(r)を求めなさい。 (2)同心球をコンデンサーとみるときの電気容量Cを求めなさい。 どうかおねがいします!!!!!同心導体球殻の特徴もできれば教えてください!

  • 電磁気の問題について

    電磁気の問題について質問させていただきます。 真空中に電荷Qっを帯電させた半径aの導体球がある。誘電率をε0としたとき以下の問いに答えよ。 (1) 導体休の中心から距離をrとしたとき、この導体球内の電場の大きさEin(r)と導体休外側の電場の 大きさEout(r)をそれぞれ求めよ。 (2) この導体球の電位φを求めよ。ただし、導体球表面の電位を基準とする。 (3) 電荷qの・電荷が導体休の外側にあるとき、この点電荷に働くクーロン力vec(F)を成分で表せ。ただし、点電荷の位置ベクトルをvec(x) = (x,y,z)tとする。 ※vec()はベクトル、()tは転置を表します。 (1)の答えは導体球なので Ein(r) = 0 、 Eout(r) = Q/(4*π*ε0*r^2) (3)の答えは vec(F) = q*Q/(4*π*ε0*(x^2+y^2+z^2)^(3/2))*(x,y,z)t で合っていますでしょうか? (2)については、「表面を電位の基準とする」というのは表面を接地するということなのでしょうか? また、導体球の電位とは何を意味しているのでしょうか? 教科書では、無限遠点を電位の基準として、そこから単位電荷ある点まで移動させたときにした仕事が電位(静電ポテンシャル)であると習ったので、導体の電位というのが何をさせているのかわからなくなってしまいました。 回答よろしくお願いいたします。

  • 教えてください

    ・半径rの球に電荷Qが一様に分布している。このとき電場の持つエネルギーを求めよ。 ・半径rの導体球に電荷Qが分布している。このとき電場の持つエネルギーを求めよ。 この二つの問題は、どのように解けばいいのですか? できるだけ詳しく、丁寧に教えてください。お願いします。

  • 電磁気

    図に示す2つの導体からなる同心球導体系について以下の問いに答えなさい。ただし導体1は内半径b[m]および外半径[c]の球殻、導体2は半径a[m]の球であり、両導体の中心Oから測った距離をr[m]、導体の存在しない領域の誘電率をεo[F/m]とする。 (1)導体2の電荷を取り去り、導体1だけに電荷Q1[C]を与えた。r>cにおける電界の大きさE1[V/m]を求めなさい。 ここで質問があるのですが、この問題をとくときには、導体1にQ1[C]を与えたときに、導体2に電荷は発生しますか?僕が思っているのは、導体1の外側表面に+Q``[C],内側表面に+Q`[C]と考え(Q1=Q``+Q`)、導体2の表面には-Q`[C]が発生すると思うのですがあっていますか? (2)次に、導体1の電荷を取り去り、導体2だけに電荷Q2[C]を与えた。導体内の電界は0になることを利用して、導体1の内側表面および外側表面に分布するそれぞれの電荷の総量を求めなさい。 内側表面 -Q2[c] 外側表面 +Q2[c] ここで質問ですが、この条件において導体1の外側に電気力線は存在しますか? 僕の考えとしては、存在すると思うのですが。この状態では、まず内側導体から外側導体にむけての電気力線と外側導体から外側に向けての電気力線があるとおもうのですがあっていますか? (4) (3)と同じ条件について,r>cにおける電界の大きさE2[V/m]を求めなさい。 ガウスの法則より ∫En ds = Q/ε0 E*4*πr^2 = (Q2-Q2+Q2)/ε0 E= Q2/4*π*ε0*r^2 簡単な問題かもしれませんが解説がほしいです。よろしくおねがいします。

  • 電磁気の問題

    わからない問題があるので質問させてください。 問)厚さaの無限に長い平板の両面が面電荷密度+σの一様な電荷分布を持つとき、発生する電場ベクトルEを、3つの空間に分けて求めよ。 はじめに、「一様な面電荷密度σの無限に大きな板が作る電場」と同じものだと考えて、ガウスの法則で解いてみましたが、それだとわざわざ「厚さa」と断っておく必要がありません。 そこで、平行な2つの平板に電荷密度σが与えられていて、その上側、下側、間の3つの空間の電場ベクトルをガウスの法則で求めました。しかし、解いてみたものの答えにまったく自信がないのですが、この考え方は正しいのでしょうか? わかる人がいれば教えてください。よろしくお願いします。

  • 電磁気学の問題どなたか教えて下さい(TT)

    電磁気学の問題どなたか教えて下さい(TT) 以下のレポート問題が出ました,全く分かりません(泣 どなたか解いていただけないでしょうか?>< 問2に関しては教科書のページをアップ出来ないので、分かる範囲内だけで構いません。 宜しくお願いしますm(_ _)m <問1> 図1のような半径aの導体球があり,これを内半径b,外半径cの導半球殻が取り囲んでいる. 導体球と導体球殻の中心は一致している。半径aの導体球に電荷QAを与え,これを取り囲んでいる導体球殻に電荷QBを与える. 球と球殻の中心からの距離をrとするとrの範囲は,(1)c<r (2)b<r<c (3)a<r<b (4)r<aに分類できる. (1)(1)~(4)の各部の静電場E1~E4と静電ポテンシャルφ1~φ4を求めよ。解答に際してはこれらの導出過程を記述すること。なお、静電ポテンシャルについては無限遠における静電ポテンシャルの値をゼロにとる。 (2)QA=+Q、QB=-Qとして、同心球形コンデンの静電容量Cを求めよ。 (ヒント:電位差はφ3(a)-φ3(b)で与えられる) <問2> 電気双極子モーメントが作る電場の計算で、教科書p39~p41では静電ポテンシャルを求め、これをr>>sとしてr1とr2についてテーラー展開を行い、その後に電場を計算している。これは唯一の計算方法ではない。では、以下の静電ポテンシャルから静電場を計算し、それからs/rを微小量として展開を行うことによって電気双極子モーメントが作る電場について教科書と同じ結果が得られることを示せ。なお、記号は教科書のp39~p41の記述をそのまま使っており、ここでは記号の定義の記述を省略する。 φ=(q/4πε0)×{(1/r1)-(1/r2)} (ε:イプシロンと打てば出ます) Er=-∂φ/∂rおよびEθ=(-1/r)×(∂φ/∂θ)

  • 電磁気学

    xy平面に平行で、z=±αに存在する2枚の無限大平面上に均一な面電荷密度で電荷が分布している。 各部の電束密度と電場を求めよ。 と 内半径a、外半径bの無限長中空円筒に均一な電荷密度で電荷が分布している。各部の電場を求めよ。 がいくら考えてもわかりません(*_*) 教えてください(___)

  • 物理の質問です。 半径aの金属球に電荷Qを与えた時

    物理の質問です。 半径aの金属球に電荷Qを与えた時の電場をr>a,r<aに分けて求めよ。 まず電荷が球の表面に一様に分布すること(電荷の面密度がQ/4πa^2)を説明せよ。 です。回答お願いします。