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書記が物理やるだけ#38 静電ポテンシャル

    今回は静電ポテンシャルを中心に考える。


    問題

    前回の続き。

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    説明

    保存場については,力学で仕事について考える際に導入した。

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    静電場は保存場である。これはマクスウェルの方程式の構成要素として重要である(後で誘導電場を含む場合を考える)。

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    静電場の任意の経路についての積分を,静電ポテンシャル(電位)という(単位:Vボルト)。

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    異なる点の間における電位の差を,電位差という。

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    電荷が移動するときに電場がする仕事を,ポテンシャルエネルギーという(単位:ジュールJ)。

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    静電ポテンシャルを微分形で表現すると,電場は静電ポテンシャルの勾配(符号負)であることが言える。

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    解答

    電場については前回求めた。静電ポテンシャルを求めるには電場を積分する。

    (1)球体内部

    物理やるだけ解答#038_page-0001


    (2)無限直線

    物理やるだけ解答#038_page-0002


    (3)球の表面

    物理やるだけ解答#038_page-0003


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