理論静電気・電磁気静電気・電界・コンデンサ出題頻度: ★☆☆☆☆
2025年8月31日実施 理論 B問題 問17
大きさが等しい二つの導体球 A，B がある。両導体球に電荷が蓄えられている場合，両導体球の間に働く力は，導体球に蓄えられている電荷の積に比例し， 導体球の中心間距離の 2 乗に反比例する。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(a)配点: 5点
この場合の比例定数を求める目的で，導体球 A に +4×10-8 C，導体球 B に +6×10-8 C の電荷を与えて，導体球の中心間距離で 0.3 m 隔てて両導体球を置いたところ，両導体球間に 2.4×10-4 N の反発力が働いた。この結果から求められる比例定数[N·m2/C2]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，導体球 A，B の初期電荷は零とする。また，両導体球の大きさは 0.3 m に比べて極めて小さいものとする。
(b)配点: 5点
上記(a)の導体球 A，B を，電荷を保持したままで 0.3 m の中心間距離を隔てて固定した。ここで，導体球 A，B と大きさが等しく電荷を持たない導体球 C を用意し，導体球 C をまず導体球 A に接触させ，次に導体球 B に接触させた。 この導体球 C を導体球 A と導体球 B の間の直線上に置くとき，導体球 C が受ける力が釣り合う位置を導体球 A との中心間距離で表したとき，その距離の値 [m]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
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