問題
四本の十分に長い導体円柱①〜④が互いに平行に保持されている。①〜④は等しい直径を持ち，図の紙面を貫く方向に単位長さあたりの電気量+Q[C/m]又は−Q[C/m]で均一に帯電している。ただし，Q>0とし，①の帯電電荷は正電荷とする。円柱の中心軸と垂直な面内の電気力線の様子を図に示す。ただし，電気力線の向きは示していない。このとき，①〜④が帯びている単位長さあたりの電気量の組合せとして，正しいものを次の（1）〜（5）のうちから一つ選べ。
解説
問題文では，「単位長さあたりの電気量の組み合わせ」を求められていますが，正，負の電荷ともに電気量が同じであるため，この問題は正，負の電荷の組み合わせを求める問題とも言えます。①の電荷は正であるため，その他の電荷が正，負のどちらであるかは，電気力線がどのように描かれているかを見ていけば分かります。
電気力線は，正の電荷から出て，負の電荷に入るように描かれていますので，①の電荷と電気力線で直接結ばれている電荷は，全て負の電荷になります。したがって，③と④は負の電荷となります。
②の電荷は，①の電荷と直接電気力線では結ばれていないため，正の電荷となります。③と④の電荷は先ほど求めたとおり，負の電荷であるため，それらは②と直接電気力線で結ばれています。
以上より，①と②が正の電荷，③と④が負の電荷となります。
解答
（2）
