無限に広い平面上に、一様な面密度σで電荷が分布しているときの電界を求めよ。というもの。

これは実は解説のところで答えだけは既出なので、出題者が求めているのはその導出方法であることは明らか。

導出のストラテジーとしては、

(1)無限に広い平面なので、端は存在しないため、電気力線は平面と垂直方向のみとなる
(2)微少平面もしくは単位平面を断面とする平面を貫く円筒もしくは角柱形の閉曲面を考える
(3)上記の円筒もしくは角柱に対してガウスの法則が成り立つことを利用して電界を導く、



ガウスの定理を使用して下記の関係式が成り立つ。



ということになる。