ブラスチック(絶縁体)の柄をつけた3枚の金属円板A、B、Cを用意する。 図2のように、A、B、Cを帯電していない状態で重ねて、一番下のCの柄を手で持って支えた。金属円板に手が触れないように柄を持って、次のア〜エの操作を順に行った。
ア | 負に帯電した塩化ビニル棒を、Cに接触しないようにしたままCの真下から近づけた。 |
---|---|
イ | 塩化ビニル棒を近づけたまま、Aだけを分離し、遠ざけた。 |
ウ | BとCを接触させたまま、塩化ビニル棒を遠ざけた。 |
エ | BとCを分離した。 |
すべての操作が終わった後、AとBはどのように帯電しているか。組合せとして最も適当なものを、下の①~④のうちから一つ選べ。
A | B | |
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① | 正 | 正 |
② | 正 | 負 |
③ | 負 | 正 |
④ | 負 | 負 |
#センター13本試
始めは金属円板は接触しているので、電荷はABC間を自由に移動できます。柄の部分には移動できません。
ア:負に帯電した塩化ビニル棒が近づいてくると静電誘導が起こり、Cの下側が正に帯電し、Aの上側が負に帯電します。
イ:Aを分離すると負電荷がそのまま持っていかれます。
ウ:負に帯電した塩化ビニル棒が遠ざかると、それまで下に引きつけられていた正電荷たちが押し合いへし合いをして均等に分布します。
エ:BとCを分離すると、正電荷たちもB、Cそれぞれについていきます。
というわけで、Aは負に帯電し、Bは正に帯電します。答えは ③ です。
この問題は箔検電器の問題の変形バージョンとみなすことができます。箔検電器と考え方はほぼ一緒です。