電場と電位・コンデンサー（知識）の問題

真空中の点電荷どうしにはたらく静電気力と、電場・電気力線について述べた次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下のア〜カのうちから 1 つ選べ。

「2 つの点電荷の間にはたらく静電気力の大きさは、それぞれの電気量の大きさの積に比例し、点電荷間の（ a ）。また、電場のようすを電気力線で表すと、電気力線が密に分布しているところほど、電場は（ b ）。」

真空中に置かれた平行板コンデンサーを電池につないで十分に充電したあと、電池から切り離した。その後、極板の面積は変えずに、極板の間隔をゆっくり広げた。ただし、極板の間隔は極板の大きさに比べて十分小さく、極板間の電場は一様であるとみなす。また、極板から電荷が逃げることはないものとする。

次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下のア〜カのうちから 1 つ選べ。

「極板の間隔を広げると、極板間の電場の強さは（ a ）。また、極板間の電位差は（ b ）。」

真空中で、電気力線を、電場の強さが $E[\text{N/C}]$ の場所では電場に垂直な面 $1{\text{m}}^2$ あたり $E$ 本の割合で引くと約束する。クーロンの法則の比例定数を $k[\text{N}\cdot {\text{m}}^2/{\text{C}}^2]$ とする。

真空中に、電気量 $2Q[\text{C}](Q>0)$ の点電荷 A と、電気量 $Q[\text{C}]$ の点電荷 B を置いた。A だけを内部に囲み、B は外部にあるような閉曲面 S を考える。

「閉曲面 S を内側から外側へ貫く電気力線の本数から、外側から内側へ貫く電気力線の本数を引いたものは（ a ）本である。また、A を内部に、B を外部にしたまま閉曲面 S の形や大きさを変えると、この本数は（ b ）。」

文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、次の表のア〜エのうちから 1 つ選べ。

電気容量の異なる 2 個のコンデンサー ${\mathrm{C}}_1$, ${\mathrm{C}}_2$ がある。どちらもはじめは電荷を蓄えていない。${\mathrm{C}}_1$ と ${\mathrm{C}}_2$ を並列に接続して直流電源につないだ場合と、（それぞれ電荷を蓄えていない状態に戻してから）直列に接続して直流電源につないだ場合を考える。どちらの場合も十分に時間がたち、充電は終わっているものとする。

「並列に接続した場合は、2 個のコンデンサーの $\boxed{\text{a}}$ が等しい。直列に接続した場合は、2 個のコンデンサーの $\boxed{\text{b}}$ が等しい。」

文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、次のア〜カのうちから 1 つ選べ。

電気力線を、電場の強さが $E[\text{N/C}]$ の場所では電場に垂直な面 $1{\text{m}}^2$ あたり $E$ 本の割合で引くと約束する。クーロンの法則の比例定数を $k[\text{N}\cdot {\text{m}}^2/{\text{C}}^2]$ とすると、真空中で電気量 $Q[\text{C}]$（$Q>0$）の点電荷から出る電気力線の総数は $4\pi kQ$ 本となる。このことを一般化した「任意の閉じた曲面を内側から外側へ貫く電気力線の本数は、その曲面の内部にある電気量の総和を $Q$ とすると $4\pi kQ$ 本である」という法則を何というか。