第三種電気主任技術者の過去問
令和2年度(2020年)
理論 問2

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問題

第三種 電気主任技術者試験 令和2年度(2020年) 理論 問2 (訂正依頼・報告はこちら)

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、図の紙面を貰く方向に単位長さあたりの電気量+Q[C/m]又は−Q[C/m]で均ーに帯電している。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、正しいものを次の選択肢の中から一つ選べ。
問題文の画像
  • ①:+Q  ②:+Q  ③:+Q  ④:+Q
  • ①:+Q  ②:+Q  ③:−Q  ④:−Q
  • ①:+Q  ②:−Q  ③:+Q  ④:+Q
  • ①:+Q  ②:−Q  ③:−Q  ④:−Q
  • ①:+Q  ②:+Q  ③:+Q  ④:−Q

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この過去問の解説 (2件)

01

正解は「2」です。

電気力線に関する問題です。

◆電気力線について

(1)電界中で正電荷が受ける力の軌跡の事を言います。

(2)単位面積あたりの電気力線の本数は,電界の強さを表します。

◆電気力線の性質について

(1)正電荷(+)から出て負電荷(-)に入ります。

(2)途切れたり,急に始まったりしません。

(3)交差したり,枝分かれしたりしません。

・①は,③・④間の軌跡はありますが,②間の軌跡はありません。

・②は,③・④間の軌跡はありますが,①間の軌跡はありません。

・③は,①・②間の軌跡はありますが,④間の軌跡はありません。

・④は,①・②間の軌跡はありますが,③間の軌跡はありません。

以上の事から,①-②,③-④は,それぞれ同じ電荷を持っています。

そして,①-③,②-④は逆の電荷を持っています。

この条件を満たすのは「2」になります。

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02

正解は2です。

電気力線には、下記のような特徴があります。

(1) 正電荷から出て、負電荷に入る。
(2) 他の電気力線と交差しない。
(3) 途中で分岐しない。
(4) 同じ向きの電気力線同士は反発する。
(5) 接線の向きは電界の向きと一致する。
(6) 電気力線の密度は、その点の磁界の強さを表す。
(7) 導体の表面に垂直に出入りする。
(8) 導体内部には依存しない。

上記内容の中で、(1)~(4)の特徴を考慮すると、電気力線の向きは下記のようになります。

①-③間 電気力線の向き:① → ③
①-④間 電気力線の向き:① → ④
②-③間 電気力線の向き:② → ③
②-④間 電気力線の向き:② → ④

これらより、①~④の電荷量は、下記の組み合わせと考えることができます。

①:+Q

②:+Q

③:−Q

④:−Q

よって、2 の「①:+Q  ②:+Q  ③:−Q  ④:−Q」が正解です。

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