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問２
問 ２
静電界に関する記述として、正しいのは次のうちどれか。
（1） 二つの小さな帯電体の間に働く力の大きさは、それぞれの帯電体の電気量の和に比例し、その距離の2乗に反比例する。
（2） 点電荷が作る電界は点電荷の電気量に比例し、距離に反比例する。
（3） 電気力線上の任意の点での接線の方向は、その点の電界の方向に一致する。
（4） 等電位面上の正電荷には、その面に沿った方向に正のクーロン力が働く。
（5） コンデンサの電極板間に隙間なく誘電体を入れると、静電容量と電極板間の電界は、誘電体の誘電率に比例して増大する。
＜解答例＞
（1） 帯電した電荷間には、クーロンの法則の力が働きます。
クーロンの法則は \(F=9×10^9×\cfrac{Q_1Q_2}{r^2}\) [N] で表されます。
式から分かるように、帯電体の間に働く力は帯電体の電気量の和ではなく、積に比例しますので、（1）は誤りです。
（2） 点電荷が作る電界の大きさは \(E=9×10^9×\cfrac{Q}{r^2}\) [V/m] で表される。
式から分かるように、距離の2乗に反比例するので、（2）は誤りになります。
（3） これは正しい記述です。
（4） 等電位上の正電荷には、等電位面に対して垂直にクーロンの力が働くので、（4）は誤りです。
（5） 平行板コンデンサの電束密度をD、誘電体の誘電率をεとすると、電界の強さは \(E=\cfrac{D}{ε}\) [V/m] で表される。
式から分かるように、電界の強さは誘電率に反比例するので、（5）は誤りとなる。
正解は（３）になります。
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