過去問.com - 資格試験の過去問 | 予想問題の解説つき無料問題集

第三種電気主任技術者「平成30年度(2018年)」の過去問を出題

問題

正解率 : 0%
合格ライン : 60%

残り : 80
正答数 : 0
誤答数 : 0
総問題数 : 80
クリア
[ 設定等 ]
次の文章は、帯電した導体球に関する記述である。

真空中で導体球A及びBが軽い絶縁体の糸で固定点Oからつり下げられている。真空の誘電率をε0[F/m]、重力加速度をg[m/s2]とする。A及びBは同じ大きさと質量m[kg]をもつ。糸の長さは各導体球の中心点が点Oから距離l[m]となる長さである。
まず、導体球A及びBにそれぞれ電荷Q[C]、3Q[C]を与えて帯電させたところ、静電力による( ア )が生じ、図のようにA及びBの中心点間がd[m]離れた状態で釣り合った。ただし、導体球の直径はdに比べて十分に小さいとする。このとき、個々の導体球において、静電力F=( イ )[N]、重力mg[N]、糸の張力T[N]、の三つの力が釣り合っている。三平方の定理よりF2+(mg)2=T2が成り立ち、張力の方向を考えるとF/Tはd/2lに等しい。これらよりTを消去し整理すると、dが満たす式として、
問題文の画像
   1 .
回答選択肢の画像
   2 .
回答選択肢の画像
   3 .
回答選択肢の画像
   4 .
回答選択肢の画像
   5 .
回答選択肢の画像
( 第三種 電気主任技術者試験 平成30年度(2018年) 理論 )

この過去問の解説 (1件)

学習履歴が保存されていません。
他ページから戻ってきた時に、続きから再開するには、
会員登録(無料)が必要です。
評価する
0
評価しない
解答・解説
真空中において、真空の誘電率ε0[F/m]、距離r[m]、電荷Q1[C]、Q2[C]の間には
F=(Q1×Q2)/(4π×ε0×r^2)[N]
の大きさの力F[N]が働きます。
ここでQ1とQ2は同符号ですと反発力、異符号ですと吸引力として働きます。
よって(ア)は「反発力」となります。
問題文よりQ1=Q、Q2=3Q、r=dとして(1)式に代入すると個々の導体球に働く力F[N]は
F=3Q^2/(4πε0×d^2)[N] ・・・・・(1)
となりますので(イ)は「3Q^2/(4πε0×d^2)」となります。

題意より
F^2+(mg)^2=T^2・・・・・(2)
F/T=d/2l・・・・・(3)
が与えられていますので、(2)式の両辺をT^2で割って
(F/T)^2+(mg/T)^2=1
(3)式をT=(2l/d)×Fと変形して代入しますと
(d/2l)^2+(mgd/2lF)^2=1
Fは(1)式を代入して
(d/2l)^2+(mgd/2l×4πε0d^2/3Q^2)^2=1
式を問題の形に整理すると
(4πε0mg/3Q^2)×(d^3/2l)=√(1-(d/2l)^2)
(4πε0mg(2l)^2/3Q^2)×(d/2l)^3=√(1-(d/2l)^2)
(16πε0mgl^2/3Q^2)×(d/2l)^3=√(1-(d/2l)^2)
よって、(ウ)はk=「16πε0mgl^2/3Q^2」となります。

AとBを一旦接触させた時、同電位となったのでQA=QB=2Qとなります。
二つの導体に働く力F’[N]は距離をd’[m]として
F’=4Q^2/(4πε0×d’^2)[N]
となります。
接触前の(1)式と比べると分子が増加しているので、釣り合いをとるためには分母も増加しなければなりません。分母の変動要素は距離しかありませんので距離は(エ)「増加」します。

よって答えは1番となります。
評価後のアイコン
付箋メモを残すことが出来ます。
問題に解答すると、解説が表示されます。
解説が空白の場合は、広告ブロック機能を無効にしてください。
設問をランダム順で出題するには こちら
この第三種電気主任技術者 過去問のURLは  です。

学習履歴の保存や、評価の投稿、付箋メモの利用には無料会員登録が必要です。

確認メールを受け取れるメールアドレスを入力して、送信ボタンを押してください。

※すでに登録済の方はこちら

※利用規約はこちら

メールアドレスとパスワードを入力して「ログイン」ボタンを押してください。

※パスワードを忘れた方はこちら

※新規会員登録はこちら

ログアウトしてもよろしいですか。

パスワードを再発行される場合は、メールアドレスを入力して
「パスワード再発行」ボタンを押してください。

付箋は自分だけが見れます(非公開です)。