ミニテスト 理論

静電気とクーロンの法則 ミニテスト【第1回】

静電気とクーロンの法則(クーロンの法則・電界・電位・電気力線)」の内容から出題するミニテスト第1回(全5問)です。

静電気とクーロンの法則 ミニテスト

第1回 第2回 第3回

テストの使い方

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第1問

真空中に +2×10−6 C と +8×10−6 C の点電荷が 0.6 m 離れて置かれている。両者間に働く力 [N] に最も近いものはどれか。ただし、クーロン定数 k = 9×109 とする。

(1)0.1
(2)0.2
(3)0.4
(4)0.8
(5)1.6

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正解:(3)0.4
F = kQ₁Q₂/r² = 9×10⁹ × 2×10⁻⁶ × 8×10⁻⁶ / 0.6² = 9×10⁹ × 16×10⁻¹² / 0.36 = 144×10⁻³/0.36 = 0.4 N

第2問

クーロンの法則に関する記述として、正しいものはどれか。

(1)力は電荷の積に反比例する
(2)力は距離の2乗に反比例する
(3)力は距離に反比例する
(4)同符号の電荷間には引力が働く
(5)力の大きさは媒質に無関係である

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正解:(2)力は距離の2乗に反比例する
クーロンの法則 F = kQ₁Q₂/r² より、力は距離の2乗に反比例します。同符号は反発力、異符号は引力です。

第3問

電界の強さの単位として正しいものはどれか。

(1)V(ボルト)
(2)C(クーロン)
(3)V/m(ボルト毎メートル)
(4)N/C²
(5)W/m

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正解:(3)V/m(ボルト毎メートル)
電界の強さの単位はV/m(= N/C)です。1V/m は 1Cの電荷に1Nの力が働く電界です。

第4問

点電荷 Q [C] から距離 r [m] の点の電位 V [V] を表す式はどれか。ただしクーロン定数を k とする。

(1)kQ/r²
(2)kQr
(3)kQ/r
(4)kQ²/r
(5)kr/Q

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正解:(3)kQ/r
電位 V = kQ/r です。電界 E = kQ/r² とは異なり、距離の1乗に反比例する点に注意。

第5問

+Q の点電荷から出る電気力線の本数として正しいものはどれか。

(1)Q/ε₀ 本
(2)ε₀Q 本
(3)Q² 本
(4)4πQ 本
(5)Q/4πε₀ 本

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正解:(1)Q/ε₀ 本
点電荷 Q から出る電気力線の総本数はQ/ε₀本です。ガウスの法則の基本です。

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