💡 ヒント:電位のグラフと電場

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

電位が x の折れ線グラフで与えられ、点 A や点 B の位置での電場の大きさを読み取る問題です。例題3は「1本の直線」だったのに対し、ここは「複数の区間が折れ線でつながる」パターン。

イメージは「起伏のある坂道」。区間ごとに傾き(=電場)が異なり、平らな区間では電場ゼロ、急な坂の区間では電場が強い。

✏️ 求めるもの

(1) 点 A および点 B における電場の強さ \(E\)〔V/m〕。(2) 電荷が受ける力や電場がする仕事。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 点 A がどの区間か確認:グラフを見て、A が属する区間(急な坂 or 平ら)を特定
  2. その区間の傾きを計算:\(\Delta V / \Delta x\) を端点の座標から算出
  3. 大きさと向き:絶対値を取って電場の大きさ、傾きが負なら電場は x 正方向
  4. 点 B も同様に:B が別区間なら別の傾きになる
  5. (2) の仕事:静電気力の仕事は経路によらず、始点と終点の電位差のみで決まる。\(W = q(V_始 - V_終)\)
注意

折れ線グラフでは、頂点(折れ目)のすぐ近くでは電場の値が定義できない(不連続)。問題で聞かれているのが「頂点そのもの」か「区間の中の点」か確認しよう。また、水平部分は電場ゼロであり、「電位もゼロ」ではないことに注意(電位と電場は別物!)。