総電荷をQΣとすると2＝4QΣ/40よりQΣ＝20 μC。したがって40-30+20+Q₄＝20からQ₄＝-10 μCとなる。
令和8年度 7月試験 第二級陸上無線技術士 無線工学の基礎 問1
難度
標準
図に示すように、一辺の長さl〔m〕の正方形の頂点の点a、b及びcにそれぞれQ₁＝40〔μC〕、Q₂＝-30〔μC〕及びQ₃＝20〔μC〕の点電荷が置かれている。正方形の中心Oの電位が2〔V〕であるとき、正方形の頂点の点dの電荷Q₄〔μC〕の値として、正しいものを下の番号から選べ。ただし、Q₁のみによる点Oの電位を4〔V〕とする。
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各選択肢の解説
- 1
-30〔μC〕
中心Oから各頂点までの距離は等しいため、電位は電荷の総和に比例する。Q₁＝40 μCで4 Vなので、2 Vに必要な総電荷は20 μC。Q₄＝-30 μCでは総和が0 μCとなり、電位は0 Vである。
- 2
-20〔μC〕
この場合の総電荷は40-30+20-20＝10 μCで、電位は4×10/40＝1 Vとなる。
- 3
-10〔μC〕
総電荷をQΣとすると2＝4QΣ/40よりQΣ＝20 μC。したがって40-30+20+Q₄＝20からQ₄＝-10 μCとなる。
- 4
0〔μC〕
総電荷は30 μCとなり、中心電位は4×30/40＝3 Vである。
- 5
10〔μC〕
総電荷は40 μCとなり、中心電位は4×40/40＝4 Vである。
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