摩擦で帯電するしくみ（陽子ではなく電子が移動し、2 物体は異符号で同じ大きさの電気量に帯電する）を説明でき、外部と電荷のやりとりがない物体の集まりでは電気量の総和が一定であること（電気量保存の法則）を使って、接触させた同じ大きさの金属球の電気量などを判定できる
物体どうしをこすり合わせると、物体が電気を帯びます（帯電）。この技能では、帯電が「電子の移動」によって起こることを理解します。また、外部と電荷のやりとりがない物体の集まりでは、電気量の総和が変わらないこと（電気量保存の法則）を使えるようにします。これを使うと、こすり合わせた 2 物体の電気量の関係や、帯電した金属球どうしを接触させたあとの電気量を判定できます。
物質は原子からできています。原子の中心には原子核があり、正の電気をもつ陽子と、電気をもたない中性子が集まっています。そのまわりには、負の電気をもつ電子があります。陽子 1 個と電子 1 個の電気量は、符号が逆で大きさが等しくなっています。この大きさを電気素量 といいます（、C はクーロンという電気量の単位）。ふつうの物体では陽子と電子の数が等しいので、全体として電気を帯びていません。陽子は原子核の中に強く結びついていて、物体の外へは移りません。一方、外側にある電子の一部は、物体から物体へ移ることができます。
はじめ帯電していない 2 つの物体をこすると、電子が一方から他方へ移ります。電子を失った物体では、陽子の数は変わらないまま電子が減ります。その結果、陽子の数が電子の数より多くなり、正に帯電します。電子を受け取った物体では、電子の数が陽子の数より多くなり、負に帯電します。一方が失った電子と他方が受け取った電子は同じものです。したがって 個の電子が移れば、一方は 、他方は になります。つまり、はじめ帯電していなかった 2 物体は「異符号で、同じ大きさの電気量」に帯電します。はじめから帯電していた場合は、こする前の電気量にこの 、 が加わるので、こすったあとの電気量の大きさが等しいとは限りません。
このように帯電では、電気が新しく生まれたり消えたりするのではなく、電子が移動するだけです。そのため、外部と電荷のやりとりがない物体の集まりでは、各物体の電気量を符号も含めて足した総和が一定に保たれます。これが電気量保存の法則です。金属の中では電子が自由に動けるので、帯電した金属球どうしを接触させると電子が移動します。それでも総和は変わりません。さらに、A と B が同じ大きさ・同じ形の金属球なら、接触させた 2 球は接触点をはさんで左右対称な形になり、A と B を入れかえても区別がつきません。どちらか一方に電気がかたよる理由がないので、電気は 2 球に等しく分かれます。このため、離したあとの電気量は総和 を等分した ずつになります。これは、はじめにどちらが多く帯電していたかには関係しません。
考える物体の集まりを決め、外部（手や地面など）との電荷のやりとりがないことを確かめる
はじめの各物体の電気量を、正・負の符号をつけて書き出す（例: , ）
符号を含めて総和を求める:
後の状態でも総和が のままだとおく。はじめ帯電していない 2 物体をこすったなら、総和 から 2 物体は と になる。同じ大きさ・同じ形の金属球を接触させて離したなら、対称性によりそれぞれ になる
求めた結果を選択肢と照らし合わせる
同じ大きさ・同じ形の 2 つの金属球 A, B がある。A は 、B は に帯電している。A と B を絶縁された台の上で接触させたあと、離した。周囲との電荷のやりとりはないものとする。離したあとの A, B の電気量として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
ア A, B ともに
イ A, B ともに
ウ A は 、B は のまま
エ A は 、B は
手順1: 考える集まりは A と B である。絶縁された台の上にあり、周囲との電荷のやりとりはないので、電気量保存の法則が使える。
手順2: はじめの電気量は 、 である。
手順3: 総和は より、 である。
手順4: 接触すると電子が B から A へ移動するが、総和は のまま変わらない。A と B は同じ大きさ・同じ形の金属球なので、どちらかに電気がかたよる理由がなく、総和が等分される。よってそれぞれ になる。
手順5: ア は総和が となり、電気量が保存されていない。ウ は、接触しても電子が移動しないことになるので誤り。エ は総和 は合っているが、同じ大きさ・同じ形の球で電気量がかたよる理由がない。よって正しいのは イ である。
答え: イ
摩擦で帯電するとき、正の電気（陽子）が移動すると考えてしまう誤り。正しくは、陽子は原子核の中にあって物体の外へは移らず、移動するのは電子だけである。電子が減った側は陽子の数が電子の数より多くなって正に、電子を受け取った側は負に帯電する。
はじめ帯電していない 2 物体をこすり合わせたとき、電気量の大きさが違ってもよい、あるいは同じ符号に帯電すると考えてしまう誤り。正しくは、移った電子の分だけ一方が 、他方が となり、異符号で大きさが等しい（総和 ははじめと同じ）。ただし、はじめから帯電していた物体どうしでは、こすったあとの大きさが等しいとは限らない。
電気量の総和を、符号を無視して足してしまう誤り（例: を等分して ずつとする）。正しくは符号を含めて を総和とするので、 ずつになる。
大きさの違う金属球を接触させたときも、総和を等分してしまう誤り。等分 になるのは、同じ大きさ・同じ形で対称な金属球の場合だけである。大きさが違っても、総和 が保存されることは変わらない。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
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。
同じ大きさの帯電していない金属球 A, B を、それぞれ絶縁体の台にのせ、たがいに接触させて置いた。次の操作 〜 をこの順に行った。
正に帯電したガラス棒を、A, B を結ぶ直線上で A の側から A に近づけ、A に触れないように止める。
ガラス棒をそのままにして、絶縁体の台を持って A と B を引き離し、十分遠ざける。
ガラス棒を遠ざける。
この実験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 1 つ選べ。ただし、A, B と周囲の空気や台との間で電荷の出入りはないものとする。
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。
はじめに電荷を蓄えていない、電気容量 のコンデンサー A と電気容量 のコンデンサー B を直列に接続し、その両端を起電力 の電池につないで十分に時間がたつまで充電した。A の一方の極板と B の一方の極板は導線で互いにつながっていて、この 2 枚の極板と導線からなる部分（以下、中間部分という）は、電池とも周囲とも電気的につながっていない。
充電の途中で中間部分の内部では電荷が移動するが、中間部分は孤立しているので、外から電荷が出入りすることはない。そのため、中間部分にある電荷の総和は、充電の前も後も変わらず のままである。このことから、A の中間部分側の極板に の電荷が蓄えられれば、B の中間部分側の極板には の電荷が蓄えられることになり、直列に接続した 2 個のコンデンサーが蓄える電気量は等しくなる。この結果を用いると、合成容量 について の関係が導かれる。
上の議論で用いた、「外部と電荷のやりとりがない物体（または物体の集まり）では、内部で電荷が移動しても電荷の総和は一定に保たれる」という法則を何というか。漢字で答えよ。
はじめ帯電していないガラス棒と絹の布をこすり合わせたところ、ガラス棒は正に、絹の布は負に帯電した。このとき、ガラス棒が得た電気量と絹の布が得た電気量は、大きさが等しく符号が逆であった。次に、このガラス棒を、はじめ帯電していないはく検電器の金属板に触れさせてから離したところ、はくが開いたままになった。このとき、ガラス棒が失った正の電気量と、はく検電器全体が得た正の電気量は等しかった。
これらの例のように、物体の間で電荷が移動しても、外部との電荷の出入りがない物体の集まり全体について、電気量の総和はつねに一定に保たれる。この法則を何というか。