第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和元年度(2019年)
問15 (理論 問15)

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問題

第三種電気主任技術者(電験三種)試験 令和元年度(2019年) 問15(理論 問15) (訂正依頼・報告はこちら)

図のように、平らで十分大きい導体でできた床から高さ h[m]の位置に正の電気量 Q[C]をもつ点電荷がある。次の問に答えよ。ただし、点電荷から床に下ろした垂線の足を点O、床より上側の空間は真空とし、床の導体は接地されている。真空の誘電率をε0[F/m]とする。

床より上側の電界は、点電荷のつくる電界と、床の表面に静電誘導によって現れた面電荷のつくる電界との和になる。床より上側の電気力線の様子として、適切なものを次の( 1 )~( 5 )のうちから一つ選べ。
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この過去問の解説 (3件)

01

正しい電気力線は5番です。


1、誤った描写です。
電気力線は導体に直角に吸い込まれます。


2、誤った描写です。
電気力線は導体に直角に吸い込まれます。また電気力線同士は触れ合いません。


3、誤った描写です。
電気力線は導体に直角に吸い込まれます。


4、誤った描写です。
点電荷以外に上から電気力線が発生しています。


5、正しい描写です。
点電荷から放射状に発生し、導体に直角に吸い込まれます。

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02

静電界における電気力線の図で、正しいものを選択する問題です。

選択肢1. 解答選択肢の画像

電気力線が、導体面(床面)に垂直に交わっていないため誤りです。

選択肢2. 解答選択肢の画像

電気力線が、導体面(床面)に垂直に交わっていないため誤りです。

選択肢3. 解答選択肢の画像

電気力線が、導体面(床面)に垂直に交わっていないため誤りです。

選択肢4. 解答選択肢の画像

正の電荷で、導体面(床面)に垂直に交わっていますが、電荷以外の電界があるため、誤りです。

選択肢5. 解答選択肢の画像

正の電荷

導体面(床面)に垂直に交わっている

電荷以外の電界がない

 

以上の理由から、この選択肢が正しい電気力線となります。

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03

点電荷Qは放射状に電気力線を発します。
また、帯電した物体を導体に近づけると、静電誘導という現象が発生します。
静電誘導とは、導体の、帯電した物体に近い側に逆極性の電荷が引き寄せられる現象です。

よって、床の表面全体に負電荷が引き寄せられるため、電気力曲線は点電荷から発せられ、床の表面全体に引き込まれていく形状になります。

(1)
電気力線が床に引き込まれていないので、間違いです。

(2)
電気力線が床面の一部のみに引き込まれているので、間違いです。

(3)
点電荷から発せられる電気力線のみで、静電誘導による電気力線が考慮されていないため、誤りです。

(4)
点電荷以外からも電気力線が発せられているため、間違いです。

(5)
正解です。

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