正の点電荷は、自分を中心に「電位の山」を作ります。山の頂上(電荷の位置)で電位が最大、離れるほど下がります。
大事なのは、電位 \(V\) は距離 \(r\) に単純に反比例(\(V \propto 1/r\))すること。一方で電場 \(E\) は \(1/r^2\) に比例するので、減り方の速さが違うのがポイント。
点電荷 \(Q = +3.0 \times 10^{-8}\) C から距離 \(r = 0.60\) m の点の電位 \(V\) [V]。クーロン定数 \(k = 9.0 \times 10^9\) N·m²/C²。
点電荷の電場と電位を混同しないこと:
電場 \(E = kQ/r^2\)(分母は \(r^2\)、向きあり)
電位 \(V = kQ/r\)(分母は \(r\)、向きなし)
問題 4 と問題 9 を並べて違いを確認すると覚えやすい。