真空中において、2つの点電荷Q₁[C]とQ₂[C]が距離r[m]離れている時、点電荷間に働く力は、
F=(ア) (k:比例定数)
と表現でき、また、比例定数kは
k=(イ)=(ウ) (ε₀:真空の誘電率)
であるので、
F=(ア)=(イ)×(エ)=(ウ)×(エ)
となる。これをクーロンの法則といい、点電荷の大きさは距離に対して極めて小さいものとする。
Fが正の場合、つまり点電荷が同符号の時に、(オ)する方向に力が働き、Fが負の場合、つまり点電荷が異符号の時に、(カ)する方向に力が働く。
上記の記述中の空白箇所(ア)~(カ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
ア | イ | ウ | エ | オ | カ | |
(1) | $k\frac{Q_1Q_2}{r}$ | $4πε_0$ | $8.85×10^{-12}$ | $\frac{Q_1Q_2}{r}$ | 吸引 | 反発 |
(2) | $\frac{Q_1Q_2}{kr}$ | $4πε_0$ | $9.0×10^9$ | $\frac{r}{Q_1Q_2}$ | 吸引 | 反発 |
(3) | $k\frac{r}{Q_1Q_2}$ | $4πε_0$ | $8.85×10^{-12}$ | $\frac{r}{Q_1Q_2}$ | 反発 | 吸引 |
(4) | $k\frac{Q_1Q_2}{r^2}$ | $\frac{1}{4πε_0}$ | $9.0×10^9$ | $\frac{Q_1Q_2}{r^2}$ | 反発 | 吸引 |
(5) | $\frac{Q_1Q_2}{kr^2}$ | $\frac{1}{4πε_0}$ | $8.85×10^{-12}$ | $\frac{Q_1Q_2}{r^2}$ | 反発 | 吸引 |