箔検電器に電荷 Q を与えて、図2(a)で示したように箔を開いた状態にしておいた。次に箔検電器の金属板に、負に帯電した塩化ビニル棒を遠方から近づけたところ、箔の開きは次第に減少して図2(b)のように閉じた。初めに与えた電荷 Q と図2(b)の状態の金属板の部分にある電荷 Q' にあてはまる式の組合せとして正しいものを、下の①~⑥のうちから一つ選べ。
① Q > 0 、 Q' > 0
② Q > 0 、 Q' = 0
③ Q > 0 、 Q' < 0
④ Q < 0 、 Q' > 0
⑤ Q < 0 、 Q' = 0
⑥ Q < 0 、 Q' < 0
#センター09本試
これは『箔検電器が帯電しているときのその電気の種類(正なのか負なのか)の判定方法』の『少し開いていた金属箔がいったん閉じてから開いた場合』の『いったん閉じた』ところまでに相当します。
上記アニメーションの黒色の「?」と茶色の「?」のうちの黒色の方の電荷が正であるか負であるかを問われています。
初めは黒色電荷が箔検電器全体に帯電していて、箔が開いています。
負に帯電した塩化ビニル棒が近づいてくると黒色電荷は上に引き寄せられて、箔は閉じます。負に引き寄せられたのだから、初めに与えられた黒色電荷は正です。この黒色電荷は金属板に留まります。
(上記アニメーションは、塩化ビニル棒をさらに近づけて茶色電荷が降りてきて再び箔が開くところまでを描いています。再び箔が開くことに関しては次問 qGAC9 で問われます。)
答えは ① Q > 0 、Q' > 0 です。