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  "api_version": "v1",
  "publisher": {
    "name": "Manazoo",
    "url": "https://manazoo.com/"
  },
  "license": "All rights reserved（AI の参照・要約と出典リンクつきの引用は可。転載・再配布・販売は不可）",
  "terms_url": "https://manazoo.com/terms/",
  "disclaimer": "単元の並びは学習指導要領に沿って作り、年号や人物などの事実は公開データと照らし合わせています。誤りに気づいたら意見箱からお知らせください。確かめて直します。テストや受験の前には、教科書や先生の説明もあわせて確認してください。",
  "attribution": "事実データの一部は Wikidata（CC0）による。単元の構成は文部科学省「小学校学習指導要領」「中学校学習指導要領」「高等学校学習指導要領」（政府標準利用規約2.0）。",
  "kind": "quiz",
  "unit": {
    "slug": "electric-field-and-electric-potential",
    "title": "電場と電位",
    "url": "https://manazoo.com/high/physics/electric-field-and-electric-potential/"
  },
  "canonical_url": "https://manazoo.com/high/physics/electric-field-and-electric-potential/quiz/",
  "questions": [
    {
      "id": "q-charge-conservation-contact-6u-minus4u",
      "type": "input",
      "prompt": "6.0μCに帯電した導体球と、－4.0μCに帯電した同じ大きさの導体球を接触させて離した。それぞれの電気量は何μCになるか。",
      "choices": null,
      "answer": "1.0",
      "accept": [
        "1.0μC",
        "1μC"
      ],
      "explanation": "電気量の合計6.0＋(－4.0)＝2.0μCを2等分して、2つとも1.0μCになる。",
      "entities": [
        "coulombs-law-and-conservation-of-charge"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-coulomb-force-4u-6u-020m",
      "type": "input",
      "prompt": "4.0×10⁻⁶Cと6.0×10⁻⁶Cの点電荷が0.20m離れているとき、はたらく力の大きさは何Nか。",
      "choices": null,
      "answer": "5.4",
      "accept": [
        "5.4N"
      ],
      "explanation": "F＝kq₁q₂/r²＝9.0×10⁹×4.0×10⁻⁶×6.0×10⁻⁶÷0.20²＝5.4N。",
      "entities": [
        "coulombs-law-and-conservation-of-charge"
      ],
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    },
    {
      "id": "q-coulomb-force-5u-2u-050m",
      "type": "input",
      "prompt": "5.0×10⁻⁶Cと2.0×10⁻⁶Cの点電荷が0.50m離れているとき、はたらく力の大きさは何Nか。kを9.0×10⁹N・m²/C²とする。",
      "choices": null,
      "answer": "0.36",
      "accept": [
        "0.36N"
      ],
      "explanation": "F＝kq₁q₂/r²＝9.0×10⁹×5.0×10⁻⁶×2.0×10⁻⁶÷0.50²＝0.36N。",
      "entities": [
        "coulombs-law-and-conservation-of-charge"
      ],
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    },
    {
      "id": "q-coulomb-force-distance-halved-factor",
      "type": "choice",
      "prompt": "2つの点電荷の距離を半分にすると、クーロンの法則による力の大きさは元の何倍になるか。",
      "choices": [
        "1/2倍",
        "1/4倍",
        "2倍",
        "4倍"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "F＝kq₁q₂/r²はrの2乗に反比例するので、距離が1/2になると力は(1÷(1/2))²＝4倍になる。",
      "entities": [
        "coulombs-law-and-conservation-of-charge"
      ],
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    },
    {
      "id": "q-electroscope-leaves-open-reason",
      "type": "choice",
      "prompt": "箔検電器の板に帯電体を近づけると、2枚のはくが開く。この理由として正しいものはどれか。",
      "choices": [
        "はくの中の電気量が0になったため",
        "静電誘導で、はくに帯電体と同符号の電荷が集まり退け合うため",
        "はくが帯電体に直接触れて電荷を受け取ったため",
        "はくが誘電分極を起こし、異符号の電荷どうしが引き合うため"
      ],
      "answer": 1,
      "accept": [],
      "explanation": "はくは金属（導体）なので、帯電体を近づけると自由電子が移動する静電誘導が起こる。板には帯電体と異符号、はくには帯電体と同符号の電荷が集まり、はく同士は同符号で退け合って開く。",
      "entities": [
        "dielectric-polarization"
      ],
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    },
    {
      "id": "q-field-charge-from-e-and-r",
      "type": "input",
      "prompt": "ある点電荷から0.30m離れた点での電場の大きさが1.0×10⁵N/Cだった。この点電荷の電気量は何μCか。",
      "choices": null,
      "answer": "1.0",
      "accept": [
        "1.0μC",
        "1μC"
      ],
      "explanation": "E＝kQ/r²をQについて解くと、Q＝Er²/k＝1.0×10⁵×0.30²÷9.0×10⁹＝1.0×10⁻⁶C＝1.0μC。",
      "entities": [
        "electric-field-and-field-lines"
      ],
      "verified": true,
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    },
    {
      "id": "q-field-point-charge-20u-010m",
      "type": "input",
      "prompt": "2.0×10⁻⁶Cの点電荷から0.10m離れた点での電場の大きさは何N/Cか。",
      "choices": null,
      "answer": "1.8×10⁶",
      "accept": [
        "1.8×10⁶N/C",
        "1800000N/C"
      ],
      "explanation": "E＝kQ/r²＝9.0×10⁹×2.0×10⁻⁶÷0.10²＝1.8×10⁶N/C。",
      "entities": [
        "electric-field-and-field-lines"
      ],
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    {
      "id": "q-field-superposition-dipole-point-p",
      "type": "input",
      "prompt": "x＝0に＋5.0μC、x＝0.25mに－5.0μCの点電荷がある。x＝0.50mの点Pでの合成電場の大きさは何N/Cか。",
      "choices": null,
      "answer": "5.4×10⁵",
      "accept": [
        "5.4×10⁵N/C",
        "540000N/C"
      ],
      "explanation": "＋5.0μCによる電場は距離0.50mで1.8×10⁵N/C（+x向き）、－5.0μCによる電場は距離0.25mで7.2×10⁵N/C（-x向き）。向きが逆なので差し引いて7.2×10⁵－1.8×10⁵＝5.4×10⁵N/C（-x向き）。",
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        "electric-field-and-field-lines"
      ],
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    },
    {
      "id": "q-field-superposition-midpoint-equal-charges",
      "type": "input",
      "prompt": "x＝0とx＝0.80mに、どちらも＋4.0μCの点電荷がある。この2点を結ぶ直線上で、電場の大きさが0になる点のxはいくらか。",
      "choices": null,
      "answer": "0.4",
      "accept": [
        "0.4m",
        "0.40m",
        "x＝0.4m"
      ],
      "explanation": "同じ大きさの正電荷が2つなので、対称性から2点のちょうど中点で2つの電場が逆向きにつり合い0になる。x＝0.80÷2＝0.4m。",
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        "electric-field-and-field-lines"
      ],
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    },
    {
      "id": "q-induction-isolated-conductor-net-charge",
      "type": "input",
      "prompt": "電気量0の中性の導体球に帯電体を近づけて静電誘導を起こした。導体球に現れた誘導電荷の合計は何Cか。",
      "choices": null,
      "answer": "0",
      "accept": [
        "0C",
        "0.0C"
      ],
      "explanation": "静電誘導は自由電子が導体の中で移動するだけなので、電荷が新しく生まれることはなく、誘導電荷の合計は接触前と同じ0Cのまま。",
      "entities": [
        "electrostatic-induction-and-shielding"
      ],
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    },
    {
      "id": "q-induction-near-side-sign",
      "type": "choice",
      "prompt": "正に帯電した棒を中性の導体に近づけたとき、棒に近い面に現れる誘導電荷の符号はどれか。",
      "choices": [
        "正（棒と同符号）",
        "電荷は現れない",
        "負（棒と異符号）",
        "近い面と遠い面の両方に正の電荷"
      ],
      "answer": 2,
      "accept": [],
      "explanation": "自由電子が棒に引き寄せられて近い面に集まるので、近い面は負（棒と異符号）、遠い面は正（棒と同符号）になる。",
      "entities": [
        "electrostatic-induction-and-shielding"
      ],
      "verified": true,
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    },
    {
      "id": "q-polarization-attraction-reason",
      "type": "choice",
      "prompt": "誘電分極を起こした誘電体が、帯電体に近い面と遠い面に大きさの等しい異符号の電荷をもつのに、全体として帯電体に引き寄せられるのはなぜか。",
      "choices": [
        "誘電体自身が帯電体と同符号に帯電するため",
        "近い面の電荷の方が遠い面より大きいため",
        "遠い面の電荷が途中で消えてしまうため",
        "クーロンの力が距離の2乗に反比例し、近い面の引力が遠い面の斥力より強いため"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "近い面と遠い面の電荷の大きさは等しいが、クーロンの力は距離の2乗に反比例するので、距離が近い面からの引力の方が遠い面からの斥力より強くなり、誘電体全体としては引き寄せられる。",
      "entities": [
        "dielectric-polarization"
      ],
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    },
    {
      "id": "q-polarization-near-face-sign",
      "type": "choice",
      "prompt": "正に帯電した棒を不導体（誘電体）に近づけたとき、棒に近い面に現れる分極電荷の符号はどれか。",
      "choices": [
        "正（棒と同符号）",
        "電荷は現れない",
        "近い面と遠い面の両方に正の電荷",
        "負（棒と異符号）"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "分子内の負の電荷が外部の正電荷に引かれて近い面側にかたよるので、近い面には負（棒と異符号）、遠い面には正（棒と同符号）の分極電荷が現れる。",
      "entities": [
        "dielectric-polarization"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-polarization-net-charge-conservation",
      "type": "input",
      "prompt": "電気量0の中性な誘電体に外部電場をかけて誘電分極を起こした。誘電体全体の電気量の合計は何Cか。",
      "choices": null,
      "answer": "0",
      "accept": [
        "0C",
        "0.0C"
      ],
      "explanation": "誘電分極は分子ごとの電荷がわずかにずれるだけで、電荷が新しく生まれたり物質の外へ出ていったりしないので、誘電体全体の電気量の合計は分極の前後で0Cのまま変わらない。",
      "entities": [
        "dielectric-polarization"
      ],
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      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-potential-energy-from-v-and-q",
      "type": "input",
      "prompt": "電位500Vの点に4.0×10⁻⁶Cの電荷を置いたとき、電荷がもつ静電気力による位置エネルギーは何Jか。",
      "choices": null,
      "answer": "2.0×10⁻³",
      "accept": [
        "2.0×10⁻³J",
        "0.002J"
      ],
      "explanation": "U＝qV＝4.0×10⁻⁶×500＝2.0×10⁻³J。",
      "entities": [
        "electric-potential-and-potential-difference"
      ],
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    },
    {
      "id": "q-potential-point-charge-20u-030m",
      "type": "input",
      "prompt": "2.0×10⁻⁶Cの点電荷から0.30m離れた点の電位は何Vか。",
      "choices": null,
      "answer": "6.0×10⁴",
      "accept": [
        "6.0×10⁴V",
        "60000V"
      ],
      "explanation": "V＝kQ/r＝9.0×10⁹×2.0×10⁻⁶÷0.30＝6.0×10⁴V。",
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        "electric-potential-and-potential-difference"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-potential-uniform-field-e-from-v-d",
      "type": "input",
      "prompt": "一様な電場の中で、電場の向きに0.020m離れた2点の電位差が80Vだった。この電場の強さは何N/Cか。",
      "choices": null,
      "answer": "4000",
      "accept": [
        "4000N/C",
        "4.0×10³N/C"
      ],
      "explanation": "V＝Edより E＝V/d＝80÷0.020＝4000N/C。",
      "entities": [
        "electric-potential-and-potential-difference"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-potential-uniform-field-v-equals-ed",
      "type": "input",
      "prompt": "強さ1.5×10³N/Cの一様な電場の中で、電場の向きに0.040mだけ離れた2点の電位差は何Vか。",
      "choices": null,
      "answer": "60",
      "accept": [
        "60V"
      ],
      "explanation": "V＝Ed＝1.5×10³×0.040＝60V。",
      "entities": [
        "electric-potential-and-potential-difference"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-shielding-cavity-field-name",
      "type": "choice",
      "prompt": "中空の導体の内部の空洞が、外部の電場を感じなくなる現象を何というか。",
      "choices": [
        "静電誘導",
        "電磁誘導",
        "静電遮蔽",
        "誘電分極"
      ],
      "answer": 2,
      "accept": [],
      "explanation": "外側の誘導電荷が外部電場を打ち消すため、空洞内部の電場は常に0になる。これを静電遮蔽という。",
      "entities": [
        "electrostatic-induction-and-shielding"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-shielding-cavity-field-when-external-doubles",
      "type": "choice",
      "prompt": "中空の導体の外側にかける電場の強さを2倍にすると、空洞内部の電場の強さはどうなるか。",
      "choices": [
        "外側と同じ大きさになる",
        "2倍になる",
        "1/2倍になる",
        "0のまま変わらない"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "外側の誘導電荷の量が増えるだけで、空洞内部の電場は外部電場の強さによらず常に0のまま。",
      "entities": [
        "electrostatic-induction-and-shielding"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    }
  ]
}