電場と電位・コンデンサー（知識）の問題

絶縁体の台の上に置いた帯電していない金属球 A と、机の上に置いた帯電していない小さな紙片 B（不導体）がある。絹の布でこすって正に帯電させたガラス棒を、A と B にそれぞれ別々に、触れないように近づけた。このときのようすや、その後の操作について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。ただし、ガラス棒の電荷は変化しないものとし、A と B は互いに十分離れていて、互いに影響しないものとする。

• ア　ガラス棒を A に近づけると、A の中の陽イオン（正の電荷）がガラス棒から遠い側へ移動し、遠い側が正に帯電する。
• イ　ガラス棒を B に近づけると、B の中の自由電子が B 全体にわたってガラス棒に近い側へ移動し、近い側が負に帯電する。
• ウ　ガラス棒を B に近づけると、B のガラス棒に近い側の表面にはガラス棒と同じ正の電荷が現れるので、B はガラス棒から遠ざかろうとする。
• エ　ガラス棒を A に近づけると、A のガラス棒に近い側に負の電荷、遠い側に正の電荷が現れ、A 全体としてはガラス棒に引き寄せられる力を受ける。
• オ　ガラス棒を A に近づけたまま A に指で触れ、指を離してからガラス棒を遠ざけると、A は正に帯電する。

はく検電器が負に帯電しており、はくは開いている。この状態から、次の操作 $(1)$〜$(4)$ をこの順に行った。

$(1)$　負に帯電したエボナイト棒を、はく検電器の金属板に触れないように上から近づけて止める。

$(2)$　エボナイト棒をそのままにして、金属板に指で触れる。

$(3)$　エボナイト棒をそのままにして、金属板から指をはなす。

$(4)$　エボナイト棒をはく検電器から十分に遠ざける。

操作 $(4)$ のあとのはく検電器のようすとして最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。ただし、エボナイト棒の電気量は操作の間に変化せず、はく検電器と空気の間で電荷の出入りはないものとする。

• ア　はくは閉じていて、はく検電器全体は帯電していない。
• イ　はくは開いていて、はくは正に帯電している。
• ウ　はくは開いていて、はくは負に帯電している。
• エ　はくは閉じていて、金属板だけが正に帯電している。

同じ材質で同じ大きさの 2 個の金属球 A, B が、それぞれ絶縁体の台にのせてある。はじめ、A は $+3Q$、B は $-Q$ の電気量をもっている（$Q>0$）。A と B を接触させ、十分に時間がたってから引き離した。A, B と外部との間で電荷のやりとりはないものとする。

このことについて述べた文としてあてはまるものを、次のア〜オからすべて選べ。

• ア　引き離した後の A と B の電気量の和は $+2Q$ である。
• イ　引き離した後、A と B の電気量はどちらも $+Q$ である。
• ウ　接触している間に、B から A へ陽子が移動した。
• エ　接触している間に、B から A へ電子が移動した。
• オ　金属球どうしを接触させても電荷は移動しないので、引き離した後も A は $+3Q$、B は $-Q$ のままである。

静電気と帯電、はく検電器について述べた文として誤っているものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

ただし、はく検電器は、金属板・金属棒と、金属棒の下端につけた 2 枚の金属はくが一体の導体でできており、ガラスの容器で周囲から絶縁されているものとする。はく検電器の金属板を指で触れると、人体を通して大地とつながる（接地される）ものとする。また、帯電体どうしは周囲の物体と電荷のやりとりをしないものとする。

• ア　はじめに帯電していないガラス棒と絹の布をこすり合わせると、ガラス棒は正に、絹の布は負に帯電する。これは、電子がガラス棒から絹の布へ移動したためであり、こすり合わせた後のガラス棒と絹の布の電気量の和は $0$ のままである。
• イ　同じ大きさの 2 個の金属球の一方に $+3q$、他方に $-q$ の電荷を与え（$q>0$）、2 個を接触させてから十分に引き離すと、どちらの金属球の電気量も $+q$ になる。
• ウ　帯電していないはく検電器の金属板に、負に帯電した棒を触れないように近づけると、はくが開く。このとき、はくは正に帯電している。
• エ　帯電していないはく検電器の金属板に、正に帯電した棒を触れないように近づけたまま金属板に指で触れ、次に指をはなし、最後に棒を遠ざけると、はく検電器は負に帯電し、はくは開いたままになる。
• オ　エと同じ操作のうち、指で金属板に触れた後、指をはなす前に棒を遠ざけ、その後で指をはなすと、はく検電器は帯電せず、はくは閉じる。

静電気と帯電、はく検電器について述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちからすべて選べ。ただし、はく検電器は、金属板・金属棒と、金属棒の下端につけた 2 枚の金属はくが一体の導体でできており、はじめは帯電していないものとする。また、検電器には指などを触れず、外部との間で電荷の出入りはないものとする。アとイでこすり合わせる 2 つの物体は、互いの間だけで電荷をやりとりし、ほかの物体との間で電荷の出入りはないものとする。

• ア　帯電していない 2 つの物体をこすり合わせると、一方の物体から他方の物体へ電子が移動し、2 つの物体は異符号で同じ大きさの電気量に帯電する。
• イ　2 つの物体をこすり合わせて帯電させるとき、正の電気をもつ陽子が一方の物体から他方の物体へ移動する。
• ウ　はく検電器の金属板に、負に帯電した棒を触れないように近づけると、検電器全体の電気量の総和は 0 のまま、金属板の側に正の電荷が、はくの側に負の電荷が現れ、2 枚のはくは開く。
• エ　ウの状態から、金属板に触れないまま棒を遠ざけると、2 枚のはくは開いたままになる。
• オ　外部との間で電荷の出入りがない物体の集まりでは、物体の間で電荷が移動しても、すべての物体の電気量の合計は一定に保たれる。