電磁気単位では見抜けない例難関大レベル
極板間の引力で を落とす
問題
電荷 ±Q をたくわえた平行板コンデンサーの極板間の電場の強さが E である。片方の極板が受ける力の大きさ F を求めよ。
ありがちな答え
答えの単位で検算する
手順2 答えの右辺に単位を当てはめる
数字の係数(2、、π など)は単位をもたないので無視します。
[] ○ 一致
手順3 比べる
単位は で合っています。でも、この答えは間違いです。次元解析では見つけられない種類のミスです。
どこで間違えやすいか
極板間の電場 E は両方の極板がつくったもの。片方の極板が受けるのは、もう片方の極板がつくる電場(E の半分)による力だけ。
正しい答え
正しい答え
[] ○ 一致
どうやって見つけるか
係数の間違いは単位では見つかりません。「その電荷に力をおよぼしている電場は、どの電荷がつくったものか」を考えると防げます。自分自身がつくる電場から、自分は力を受けません。
単位の検算は、こうした確かめ方とあわせて使いましょう。
係数の間違いは単位では見つかりません。「その電荷に力をおよぼしている電場は、どの電荷がつくったものか」を考えると防げます。自分自身がつくる電場から、自分は力を受けません。
単位の検算は、こうした確かめ方とあわせて使いましょう。
コンデンサーのほかのミス
コンデンサーの検算のコツ
、エネルギーは (J)。CV は電荷(C)なのでエネルギーではありません。ε₀ の単位は なので、容量 F を作るには長さを1つかける必要があります。時定数 RC は秒になります。