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5分でわかる!クーロンの法則、点電荷の電場、電位

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5分でわかる!クーロンの法則、点電荷の電場、電位

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この動画の要点まとめ

ポイント

クーロンの法則、点電荷の電場、電位

高校物理 電磁気5 ポイント2 全部

これでわかる!
ポイントの解説授業
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電気量+Q[C]の点電荷から距離r[m]離れた点Aでの電場の大きさEと電位Vは次のように表されましたね。

高校物理 電磁気5 ポイント1 クマさんのまとめ

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これらの公式とクーロンの法則について整理してみましょう。

「クーロンの法則」と「電場」はベクトル量

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まず区別して覚えてほしいのが「ベクトル量」か「スカラー量」かという点です。

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ベクトル量は、 方向大きさ をあわせもつ量ですね。 クーロンの法則 は、「電気量+q[C]の電荷が受ける 静電気力 を表す式」なので、 ベクトル量 です。静電気力の大きさは次の公式で求められます。

高校物理 電磁気5 ポイント2 クマさんのまとめ クーロンの法則の式のみ

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電場 の式は、「電気量+1[C]の電荷が受ける 静電気力 を表す式」なので、 ベクトル量 です。電場の大きさは次の公式で求められます。

高校物理 電磁気5 ポイント2 クマさんのまとめ 電場の式のみ

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これらの公式は、 大きさ のみを表しています。したがって、Qやqの値を代入するときは、電荷の符号は外して計算します。 方向 は、大きさとは別に図などによって判断することになります。

「電位」はスカラー量

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一方、スカラー量は、 方向なしで大きさのみ を表す量です。 電位 の式は、「電気量+1[C]の電荷が持つ 位置エネルギー を表す式」なので、 スカラー量 です。

高校物理 電磁気5 ポイント2 クマさんのまとめ 電位の式のみ

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電位は、基準点に対してのエネルギーを表し、プラスになることもマイナスになることもあります。Qやqの値を代入するときは、電荷のプラス・マイナスの符号をそのまま入れてください。

3つの式の覚え方のコツ

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公式がたくさんあると、覚えるのが大変ですよね。そこで、3つの式をまとめて覚えるコツを伝授しましょう。

高校物理 電磁気5 クマさんのまとめ 空欄埋める

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上図のように、「クーロンの法則→電場→電位」という順番に式を見ていくと、文字が1つずつ減っていることに気づきますよね。 クーロンの法則の式からqを取ると電場の式 になり、 電場の式からrを取ると電位を求める式になる のですね。

Suzuki

この授業の先生

鈴木 誠治 先生

知識ゼロからでもわかるようにと、イラストや図をふんだんに使い、難解な物理を徹底的にわかりやすく解きほぐして伝える。

クーロンの法則、点電荷の電場、電位
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