《理論》〈電磁気〉[H29:問1]電気力線に関する論説問題

【問題】

【難易度】★☆☆☆☆(易しい)

電界の状態を仮想的な線で表したものを電気力線という。この電気力線に関する記述として,誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

(1) 同じ向きの電気力線同士は反発し合う。
(2) 電気力線は負の電荷から出て,正の電荷へ入る。
(3) 電気力線は途中で分岐したり,他の電気力線と交差したりしない。
(4) 任意の点における電気力線の密度は,その点の電界の強さを表す。
(5) 任意の点における電界の向きは,電気力線の接線の向きと一致する。

【ワンポイント解説】

電気力線は真空中では,正電荷\(+Q_{1}〔\mathrm {C}〕\)から\(\displaystyle \frac {Q_{1}}{\varepsilon _{0}}\)本出ています。また,負電荷\(-Q_{2}〔\mathrm {C}〕\)に\(\displaystyle \frac {Q_{2}}{\varepsilon _{0}}\)本入っています。もし,\(Q_{1}>Q_{2}\)であるならば,電気力線のイメージは図1のようになります。ガウスの定理より,電気力線の密度は電界の強さ\(E\)となります。本問は誤答が分かりやすいので簡単としています。

【解答】

解答:(2)
図1の通り,電気力線は正の電荷から出て,負の電荷に入ります。従って,解答は(2)となります。

(1) 同じ向きの電気力線同士は反発し合う。
(2) 電気力線は負の電荷から出て,正の電荷へ入る。
(3) 電気力線は途中で分岐したり,他の電気力線と交差したりしない。
(4) 任意の点における電気力線の密度は,その点の電界の強さを表す。
(5) 任意の点における電界の向きは,電気力線の接線の向きと一致する。