2016年理論問1を解く

さてさて、2016年理論問1を見てみますと、ｘ軸上にプラスとマイナスの電荷が配置されているときの0電位の軌跡を求める問題です。
まずは正攻法を示しておきましょう。試験場でこんな計算をしてたら時間を食いそうですねｗ

静電気の本質がつかめてたら答えの選択肢から逆に正解を求めることが出来るのです。

ここで条件を整理すると電荷の分布はｘ軸上にあるけど大きさ距離ともにｙ軸対称ではないということです。
それから原点の電位が0ということです。

そうなると、(1)は電荷がｙ軸対称の時のみ成立するので選択肢から即除外です。
次に(3)ですがこれはカージオイドとよばれる極座標形式であらわされる特殊な曲線です。いくら何でもこんなのが正解の問題を電験3種で出されたら出題者の性格がいくら何でも悪すぎですｗ出題者を電気コードでひっぱたきたくもなるでしょうｗ
どちらの電荷も0電位で囲もうとするなら完全導体で遮蔽しない限り無理です。ですから(5)も消えます。

さて、そうなると(2)の双曲線か(4)の円か・・・

これを知るにはｘ軸上に原点以外にＡからの距離がＢからの距離の2倍になる点があるかどうかです。
ｘ＝－3ｄのときＢからは2ｄ、Ａからは4ｄで条件を満たします。ですから答えは円になる。

こうやって(4)が正解であることを知ることが出来るわけです。

公式の意味を踏まえた暗記を心がけておけば正攻法で時間がかかる問題も1分以内で正解できるわけです。

次回はコンデンサについて述べてみましょう。