正解は「3」です。
電荷の移動に関する問題です。
◆E［V/m］の電界中の Q［C］の電荷に働く力F［N］について
・F ＝ Q × E であるため，F2C ＝ 2 × E［N］・・・① となります。
◆外力のかかる移動距離について
・外力は同電位 点B-C間（上下移動）では発生しません。➡ 0［J］
・外力のかかった移動距離は，点A-B間 1.0［ｍ］から点B-C間の水平移動距離0.3［ｍ］を引いた値となります。
1.0［m］− 0.3［m］＝ 0.7［m］・・・②
◆電界の強さE［V/m］について
・力 × 距離 ＝ 仕事 となるため，力に①を，距離に②を代入します。
2E［N］× 0.7［ｍ］＝ 14［J］➡ E ＝ 14／ (2 × 0.7) ＝ 10［V/m］・・・③
◆電位VAB［V］について
・求める電位は点A-Bのため，距離は1.0［m］・・・④ となります。
・電界の強さ × 距離 ＝ 電位 となるため，③および④を代入します。
10［V/m］× 1.0［m］＝ 10［Ｖ］
よって，正解は「3」の 10［Ｖ］となります。
正解は3です。
平等電界 E [V/m] の中で電荷を移動させるための仕事は、下記の計算式で求められます。
仕事 = 力 × 移動距離
電位は基準点の位置と、移動後の距離で決まり、途中の経緯を考える必要はありません。
また、電位は向きを持たないスカラー量です。
よってA点−B点間の直線上で、C点の垂線との交点にある点をP点とすると、C点とP点は同じ電位となります。
上記より、下記の式が成り立ちます。
V ＝ W / q （V：電位[V] W：仕事[J] q：電荷[C]）
よって、P点−A点間の電位VPA、C点-A点間の電位VCAには、次の関係式が成り立ちます。
VPA = VCA = W/q = 14[J] / 2[C] = 7[V]
これよりA点−B点間の電位VABは、下記の式より求めることができます。
VAB = VPA / d (d：A点−B点間の距離[m])
= 7 / (1.0 − 0.3)
= 7 / 0.7
= 10 [V]
よって正解は、3の「10 [V]」です。
