静電状態の導体では内部の電場が 0 で全体が等電位になり、電荷は表面にだけ分布し、表面のすぐ外の電場は表面に垂直であること、中空の導体の空洞内には外部の電場が入らないこと（静電遮蔽）を使って、導体について述べた文の正誤を判定できる
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静電状態（電荷の移動が終わって落ち着いた状態）にある導体には、決まった性質があります。内部の電場が 0 であること、導体全体が等電位であること、電荷が表面にだけ分布すること、表面のすぐ外の電場が表面に垂直であることです。また、中空の導体の空洞の中には外部の電場が入りません（静電遮蔽）。これらを使うと、導体について述べた文の正誤を判定できます。
導体の中には自由に動ける自由電子があります。導体の内部に電場があれば、自由電子は電場と逆向きの力を受けて動き続けます。静電誘導で表面に現れた電荷は、外部の電場を打ち消す向きの電場をつくります。電子の移動は、この電場が外部の電場をちょうど打ち消すまで続き、打ち消し終えると止まります。つまり「電荷が動かない静電状態」とは、導体内部の電場が になった状態のことです。
次に、導体全体が等電位になる理由を考えます。2 点間の電位差は、電場から受ける力に逆らって の電荷を一方の点から他方の点へ運ぶのに必要な仕事で決まります。導体内部では なので電荷は電場から力を受けず、この仕事は 0 です。よって導体内のどの 2 点の間にも電位差はありません（ で とすれば、距離 によらず になる、と考えてもよい）。したがって導体全体（表面も含む）は等電位です。ただし等電位とは、どこでも電位が同じ値という意味です。電位が 0 という意味ではありません。
導体の内部に正味の電荷（正と負の電気量の和が 0 でない電荷）があったとします。電気力線は正の電荷から出て負の電荷に入り、その本数は電気量に比例するので、その電荷からは必ず電気力線が出るか入るかします。その電気力線は、電荷を取り囲む導体の部分を通ることになり、そこに電場があることになります。しかし導体内部ではどの点でも で、ほかの電荷による打ち消しを含めた合計の電場が 0 なので、内部には電気力線が 1 本もありません。これは矛盾なので、導体内部の正味の電荷は 0 で、電荷は表面にしか存在できません。また、導体の表面は 1 つの等電位面であり、電気力線は等電位面と垂直に交わるので、表面のすぐ外の電場は表面に垂直です。もし電場に表面に沿う向きの成分があれば、表面の自由電子はその成分と逆向きの力を受けて表面に沿って動いてしまい、静電状態になりません。
最後に、中空の導体で、空洞の中に電荷がない場合を考えます。空洞内に電気力線があったとすると、空洞内には電荷がないので、その線は壁のある点から出て壁の別の点に入るしかありません。電気力線に沿って進むと電位は下がるので、壁の 2 点の電位が異なることになり、導体が等電位であることと矛盾します。よって空洞内の電場は 0 です。外部に帯電体を近づけても、導体の外側の表面に電荷が誘導されるだけで、空洞の中には電場ができません。これが静電遮蔽です。
文が「静電状態（電荷の移動が終わった状態）」の導体についてのものであることを確認する。
導体内部の電場は 、導体全体は等電位（電位は一定だが 0 とは限らない）という性質と照らし合わせる。
導体の電荷は表面にだけ分布し、内部の正味の電荷は 0 であるという性質と照らし合わせる。
導体表面のすぐ外の電場（電気力線）は表面に垂直である、という性質と照らし合わせる。
中空の導体の空洞内に電荷がなければ、外部に帯電体があっても空洞内の電場は 0（静電遮蔽）であることと照らし合わせる。
各選択肢について、どの性質に反するかを確かめ、どれにも反しないものを選ぶ。
静電状態にある導体について述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
ア 導体の内部では、表面に近い点ほど電場が強い。
イ 導体の表面の電位は、導体の内部の電位より高い。
ウ 帯電した導体球では、電荷は球の内部全体に一様に分布する。
エ 内部に電荷のない空洞をもつ中空の導体球に、正に帯電した物体を近づけても、空洞内の電場は 0 のままである。
手順 1：どの文も静電状態の導体についての文である。
手順 2：導体内部の電場は である。表面に近いかどうかに関係なく 0 なので、アは誤り。導体全体は等電位なので、表面と内部の電位は等しい。よってイは誤り。
手順 3：電荷は表面にだけ分布し、内部の正味の電荷は 0 である。よってウは誤り。
手順 4：表面のすぐ外の電場の向きについて述べた選択肢はない。
手順 5：空洞内に電荷がなければ、外部に帯電体があっても空洞内の電場は 0 である（静電遮蔽）。正に帯電した物体を近づけると、導体の外側の表面に電荷が誘導されるが、空洞内には電場ができない。よってエは正しい。
手順 6：どの性質にも反しないのはエである。
答え: エ
「導体は等電位だから電位は 0 だ」としてしまう誤り。正しくは、導体のどこでも電位が同じ値 になるということであり、その値が 0 とは限らない。たとえば無限遠を電位の基準（0）とすると、まわりにほかの帯電体のない、正に帯電した導体の電位は正の値になる。
「導体内部の電場が 0 なのは、外部の電場が導体に届かないからだ」としてしまう誤り。正しくは、静電誘導で表面に現れた電荷がつくる電場が外部の電場を打ち消し、合計が になっている。
「表面のすぐ外の電場は、表面に沿う向きにも成分をもつ」としてしまう誤り。正しくは、表面は等電位面なので、電場（電気力線）は表面に垂直である。表面に沿う成分があれば、表面の自由電子がその成分と逆向きの力を受けて表面に沿って動き、静電状態にならない。
「静電遮蔽により、空洞内に電荷を置いても導体の外に電場は出ない」としてしまう誤り。正しくは、静電遮蔽で言えるのは、空洞内に電荷がないときに外部の電場が空洞内に入らない（空洞内で ）ことである。空洞内に電荷を置けば、導体の外側の表面に電荷が誘導されるので、外に電場が生じうる。
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。
一様な電場の中に、帯電していない金属のかたまり（導体）を置いたところ、静電誘導が起こり、やがて金属の中で電荷の移動が止まった。また、別の実験で、同じ電場の中に帯電していないガラスのかたまり（不導体）を置いた。これら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。
真空中に、中心 、半径 （）の導体球があり、接地されている（導体球の電位は無限遠と同じ に保たれている）。 からの距離が の点 に点電荷 （）を固定した。導体球の表面のうち に最も近い点を とする（ は線分 上にある）。静電平衡の状態で、点 における導体球の表面電荷密度を、, を用いて表せ。真空の誘電率を とする。
帯電していない金属（導体）の板と、帯電していないガラス（不導体）の板を、それぞれ別々に一様な電場の中に置き、十分に時間がたった状態を考える。導体の静電誘導と不導体の誘電分極について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。
静電気だけが存在し、電荷が静止している状態（静電状態）を考える。電位・等電位面と電場の関係、および導体について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。ただし、電位の基準（電位 ）は無限遠にとる。
内部に空洞をもつ、帯電していない金属のかたまり（中空の導体）を、真空中の一様な電場の中に置いた。空洞は金属で完全に囲まれており、空洞の中には電荷も物体も何もない。十分に時間がたち、金属の中で電荷の移動が止まった状態（静電状態）を考える。このときのようす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。