第三種電気主任技術者の過去問
令和4年度（2022年）下期
理論 問1
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問題
第三種 電気主任技術者試験 令和4年度（2022年）下期 理論 問1 （訂正依頼・報告はこちら）
図に示すように、誘電率ε0［F／m］の真空中に置かれた二つの静止導体球A及びBがある。電気量はそれぞれQA［C］及びQB［C］とし、図中にその周囲の電気力線が描かれている。
電気量QA＝16ε0［C］であるとき、電気量QB［C］の値として、正しいものを次の（1）～（5）のうちから一つ選べ。
電気量QA＝16ε0［C］であるとき、電気量QB［C］の値として、正しいものを次の（1）～（5）のうちから一つ選べ。
- 16ε0
- 8ε0
- −4ε0
- −8ε0
- −16ε0
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この過去問の解説 （2件）
01
電気力線の特徴から電気量を求める問題です。
◆電気力線の特徴
①電気力線は、正電荷から出て負電荷に入る。
②電気力線は、縮もうとする性質がある。
③同方向の電気力線は互いに反発し、逆方向の電気力線同士は互いに吸引し合う。
④電気力線上の任意の点の接線方向が、その点の電界の方向を表す。
⑤電気力線に垂直な面に対する電気力線密度が、その点の電界の強さを表す。
⑥電気力線同士は互いに交差しない。
⑦電気力線も等電位面とは互いに直角に交わる。
以上の特徴を踏まえて、問題を見ていきます。
◆Aの電荷から図中の線1本あたりの電荷を求めます。
図中のAの電荷から16本の線が出ており、問題文よりQA＝16ε0と与えられているので、
線1本あたりの電荷が1ε0であることが分かります。
◆Bの電荷を求めます。
Bの電荷には、Aから放出された電気力線が8本入ってきています。
このことからBの電荷は電気力線の特徴より負電荷であるため、
QB = −8ε0［C］
となります。
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02
静電気分野における電気力線に関する問題となります。
電気力線とは2つ以上の電荷でつくる電界において、正電荷から負電荷に流れる性質を仮想の線で表したものと言えます。
電気力線は正電荷と負電荷であれば引きつけられて吸引力が働きますが、同じ性質の電荷どうしであれば反発し交わる事はありません。
以上の性質より、問題に目を向けるとＡの導体球から16本の電気力線が出ているので電気量QA＝16ε0［C］という事が分かります。その16本の電気力線のうち、8本がＢの導体球に流れているので、Ｂの導体球は負電荷となり電気量QBはQB＝-8ε0［C］となります。
各選択肢を見ていきましょう。
こちらが適切な解答となります。
電気力線の本数を求める公式はN=Q/ε[本]となります。
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