高校物理

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5分で解ける!電荷を運ぶ仕事に関する問題

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5分で解ける!電荷を運ぶ仕事に関する問題

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この動画の問題と解説

練習

一緒に解いてみよう

高校物理 電磁気4 練習 全部

解説

これでわかる!
練習の解説授業
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正電荷に外力を加えて移動させる問題です。問題では、電荷の電気量q=3.0[V]、点Aの電位VA=3.0[V]、点Bの電位VB=5.0[V]と与えられていますね。

外力の仕事=力学的エネルギーの増分

高校物理 電磁気4 練習、(1)問題文

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AからBまでゆっくりと移動させたときの外力の仕事Wを考えます。仮に、電場を右向きにE[N/C]とすると、この正電荷にはqE[N]の静電気力がはたらきます。外力は、このqEとつり合う力となります。

高校物理 電磁気4 練習 図 赤字の書き込みすべてあり

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外力の仕事は 力学的エネルギーの増分 となりますね。ただし、運動エネルギーは0となるので、 位置エネルギーの増分ΔU だけを考えればよいです。 W=ΔU=q(VB-VA) として求めましょう。

(1)の答え
高校物理 電磁気4 練習 (1)解答すべて

静電気力のした仕事と外力のした仕事との関係

高校物理 電磁気4 練習 (2)問題文

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静電気力は外力と同じ大きさで符号が正反対となる力 です。したがって、 静電気力のした仕事WE は、 外力のした仕事Wと同じ大きさで符号が正反対 となります。(1)で求めた答えにマイナスをかければ、静電気力のした仕事となりますね。

(2)の答え
高校物理 電磁気4 練習 (2) 解答すべて
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電荷を運ぶ仕事
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