- 締切済み
電荷 仕事
+2Cの電荷を電位-10Vの点から+20Vの点まで静かに移動させた 外力のした仕事はいくらか -10Vの点から+20Vの点の間がどれくらいの距離なのか分からないのですが、どう解くのでしょうか?
- みんなの回答 (2)
- 専門家の回答
関連するQ&A
- 点電荷を運ぶ際の、仕事の正負について
問題集で、以下のような記述がありました。 1:A点より150V電位が高いB点へ、+2.0Cの点電荷を運ぶとき、外力のする仕事はいくらか。 →求める仕事をW[J]とすると、W=q(Vb-Va)=3.0×10^2[J] この場合、「外力のした仕事」は正になります。外力が点電荷に仕事をし、物体はエネルギーが増える、というのは納得ができます。一方で、 2:10Vの電位の場所から40Vの電位の場所へ+1Cの点電荷を移動させるとき、電界のした仕事はいくらか。 →W=1×(10-40)=-30[J] となり、この場合、「電界のした仕事」が負となります。 どちらも、電位が低い→電位が高いという現象であるのに、符号の正負が異なっています。 自分としては、電界が点電荷に対して仕事をし、点電荷のエネルギーが増加する、という認識であったのに、混乱しています。 「外力」≠「電界」ということなのでしょうか? とても混乱しているので、どなたか解説して下さい。
- 締切済み
- 物理学
- 平面電荷と点電荷の作る電位
http://web.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~masiyama/ube-k/deni2.pdf ここのページにありますように 点電荷が作る電位は V = Q / εr で表されます。 一方で、点電荷を平面状に並べることで作られる平面電荷による電位は http://www2.ipcku.kansai-u.ac.jp/~saitoh/parts/lectures/staticelectricity.pdf ここの5ページにありますように -σr / 2ε で表されます。 つまり、点電荷の場合、電荷の上で電位が無限大で、 電荷から離れるに従って電位はゼロになるということになります。 一方で、平面電荷の場合には、 電荷の上で電位がゼロで、電荷から離れるに従って電位はマイナス無限大に発散するということになります。 なぜ、平面電荷の場合で、電荷の上で電位がゼロになるのかということと、 距離無限大で電位が無限大に発散するのかということが理解できません。 点電荷上で電位が無限大になるのであれば平面電荷であっても同様に無限大になり、 遠い距離では同様に電位はゼロにならないのはなぜでしょうか? 電場を積分することで電位が得られ、平面電荷の場合には電場が距離によらず 一定であるために、このようなことが起きることは数式的には理解できるのですが 直感的に理解することができません。 どなたかわかりやすい説明をよろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 2つの電荷による電位に関して
真空中に2つの電荷+Qと-Qがある場合,これらの電荷によって電界が作られると思います. +Qから距離a,-Qから距離bにある点Pの電位,及び+Qから距離c,-Qから距離dにある点Rの電位は,下記になると思います. Vp=Q/4πε(1/a-1/b) Vr=Q/4πε(1/c-1/d) 点P.Qの間には電位差Vpr=Vp-Vrがある考えられ,電位差があるということは,オームの法則から,Vpr=RIが成立すると思います. 点P,Qの間には電流が流れると思うのですが,この電流はどのような式で表されるのでしょうか? それとも,この考え方は間違っているのでしょうか?
- 締切済み
- 電気・電子工学
- 円柱状電荷の電位について
球状電荷や点電荷についての電位Vの式はよくみかけるのですが、円柱状の電荷の電位Vについて、いろんな書籍を見てみたものの見つかりませんでした。 自分で V=電場Eの距離rについての積分 の式で、r>a(a=電荷の半径)とr<aについてやってみたところ、球状電荷については求まるのですが、柱状電荷については∞になってしまい、式が求まりませんでした。 もし分かる方がいらっしゃれば、よろしくおねがいします
- 締切済み
- 物理学
- 電界における電位差
等電位差をもつ電界中で、+1[C]の点電荷を移動させて仕事を考える問題です。 まず問題文で、20[V]の電気力線のある場所から同じ20[V]の電気力線上の別の点まで移動させる時の仕事は? これが0なのは分かるのですが、別の項目で 「電界に沿ってd[m]はなれた二点間の電位差は、電界の強さ×d=V[V]。これを用いて仕事が求められる」 とあるのですが、電気力線を飛び越えて移動する時と、電気力線に沿って移動する場合とではどう違うのですか。 また、仕事そのものに関して、電位の小さいところから大きいところに点電荷を移動させた時、その仕事は正になりますよね。しかし、私の解いていた問題では、20[V]の電気力線から10[V]の電気力線に移る時にした仕事が10[W]になっており、逆に10[V]の電気力線から40[V]の電気力線に移る際には-30[W]となっているのです。 符号が逆のような気がするのですが、どうなんでしょうか。 そもそも仕事がマイナスになるのは、進む向きと力が互いに逆だから起こるのですよね。 他の問題では 「+2×10^(-4)の正の点電荷をある点AからBへ移動させる時、外力が6Jの仕事をしたとすると、AとBではどちらが電位が高いか」 に対して 「Bの方が3×10^4[V]高い」 となっていたので、どちらかが間違っているようにしか。。 それとも「外力」というのと「点電荷自身」とでは意味が違うと言うことなんですか。 以上、電気力線の「沿って進む」と「超えて進む」についてと 仕事について教えてください。御願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 2.0×10^-6(c)の正電荷および、-1.0×10^-6の負電荷を
2.0×10^-6(c)の正電荷および、-1.0×10^-6の負電荷をもつ二つの小球A,Bをa(m)話して固定する。電位が0となる点の位置を求めよ。 こういう問題なのですが、僕は電位が0になる点が3つできる(Aの左に一つ、AとBの間にひとつ、Bの右側に一つ)とかんがえたのですが、間違いでしょうか。 解説よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
分かりました ありがとうございました