正方形の頂点など、2次元的に配置された電荷が点 P につくる電場を合成する問題です(例題2の1次元配置より難しい)。
各電荷が P につくる電場ベクトルを描いて、成分ごとに分解して足します。対称性がある配置では、一部の成分が打ち消し合うことが多いので、最初に対称性を見抜くと計算が楽になります。
点 P における合成電場の大きさ と 向き。選択肢に \(\sqrt{2}\) などが出てくるなら、対称性による合成の結果だと推測できます。
距離 \(r\) は A, B から P までの実距離。対角線方向なら \(\sqrt{2}\) 倍、立体なら三平方を繰り返す。また電場ベクトルの向きは電荷の符号で決まる:正 → 電荷から外向き、負 → 電荷へ向く。矢印の向きを間違えると答えが真逆になる。