電界
第30回 午後47問電荷 Q を蓄えた平行平板空気コンデンサの極板間に比誘電率 5 の材料を挿入すると、極板間の電界強度は何倍になるか。
1.0.2
2.0.5
3.1.0
4.2.0
5.5.0
誘電体を挿入すると電界強度は1/εrになる。
1.◯電界強度は1/εr＝1/5＝0.2倍→正解
2.✕0.5
3.✕1.0
4.✕2.0
5.✕5.0
正解1
第31回 午前47問
一様な電界に置かれた導体について正しいのはどれか。 ただし、真空中とする。
a.導体表面に電荷が現れる。
b.導体内の電界の大きさは 0 となる。
c.導体内の自由電子は電界の方向へ移動する。
d.導体内では誘電分極が起こる。
e.電界の方向は導体表面との接線方向となる。
1.a、b 2.a、e 3.b、c 4.c、d 5.d、e
a◯導体表面に電荷が現れる（静電誘導）
b◯導体内の電界の大きさは0となる
c✕自由電子は電界と逆方向へ移動する
d✕導体では誘電分極ではなく静電誘導が起こる
e✕導体表面では電界は表面に垂直で、接線方向ではない
正解1
第31回 午後45問
図 1 の極板間距離 d の平行平板空気コンデンサの極板間を、比誘電率(fr) 3 及び 6 の材料で図 2 のように充填すると、静電容量は何倍になるか。
2.4.0
3.4.5
4.5.0
5.6.0
図2は比誘電率3と6を厚さd/2ずつ重ねた直列配置。1/C＝(d/2)/(3ε₀A)＋(d/2)/(6ε₀A)＝d/(4ε₀A)よりC＝4C₀。
1.✕3.0
2.◯直列配置で静電容量は4.0倍→正解
3.✕4.5
4.✕5.0
5.✕6.0
正解2
第32回 午前47問
図のように A 点に電気量 Q、B 点と C 点に電気量 2 Q の点電荷が正方形の各頂点に固定してある。A 点の点電荷にはたらく静電気力がつり合うとき、X 点の電気量はどれか。
ただし、Q > 0 である。
1.Q
2.-Q
3.2 √2Q
4.-2 √2Q
5.-4 √2Q
A点でB・Cからの斥力の合力（√2·k·2Q²/s²）を、対角のXの電荷で打ち消す。距離√2sより k·Q·|q|/(2s²)＝2√2·kQ²/s²、|q|＝4√2Q、Xは負。
1.✕Q
2.✕-Q
3.✕2√2Q
4.✕-2√2Q
5.◯X点の電気量は-4√2Q→正解
正解5
図は、真空中に正電荷で帯電した半径 r の導体球の断面である。 図中の各点(*)において電界強度が最も大きい点はどれか。
2.B
3.C
4.D
5.E
帯電した導体球では電界は内部で0、表面(半径r)で最大、外部で減少する。図で表面上の点Dが最大。
1.✕A
2.✕B
3.✕C
4.◯導体表面上の点Dで電界強度が最大→正解
5.✕E
正解4
第33回 午前47問
静電気について正しいのはどれか。
a.液体では表面に帯電する。
b.湿度が高いと帯電しにくい。
c.接地は静電気除去の方法として有効である。
d.帯電量は絶縁抵抗の小さい物体ほど大きい。
e.異なる材質の不導体を摩擦すると両材質に同一符号の電荷が帯電する。
1.a、b、c 2.a、b、e 3.a、d、e 4.b、c、d 5.c、d、e
a◯液体では表面に帯電する
b◯湿度が高いと帯電しにくい
c◯接地は静電気除去の方法として有効である
d✕帯電量は絶縁抵抗の小さい物体ほど少なくなる（大きいは誤り）
e✕異なる不導体を摩擦すると正負の異符号電荷が帯電する（同一符号ではない）
正解1
第33回 午前48問
図の導体 A を静電シールドする場合、正しい方法はどれか。
静電シールド：外部の静電界の影響が内部に及ばないようにしたり、内部の静電界が外部に漏れないようにすること
中間で囲まれた導体を接地する
静電シールドは対象の導体を接地した導体で囲み、内外の静電界の影響を遮断する。図の選択肢2がこの方法→正解2
正解2
第33回 午前49問
真空中に、それぞれ電荷 +Q[C]が帯電する質点 A 及び B がある。これらの帯電体をそれぞれ長さa[m]の糸で点 P からつるしたところ、図のように、帯電体 A、B は糸の鉛直直線に対する傾きが 45°となって静止した。帯電体 A、B 間に働く力 F[N]の大きさとして、正しいのはどれか。
ただし、真空の誘電率はf[0F/m]とし、糸の質量は無視できるものとする。
A・Bは長さaの糸が45°に開くので、AB間の距離は2a·sin45°＝√2a。F＝kQ²/(√2a)²＝Q²/(4πε₀·2a²)＝Q²/(8πε₀a²)。
4.✕Q²/(4πε₀a²)
5.◯F＝Q²/(8πε₀a²)→正解
正解5
第33回 午後45問
図の回路で端子 ab 間の合成静電容量[μF]はどれか。
2.1
3.2
4.5
5.7
a-2μF-M、M-1μF-b、M-2μF-N-2μF-b。N経由の2μF直列は1μF、M-1μFと並列で2μF、a側2μFと直列で(2×2)/(2+2)＝1μF。
1.✕0.5
2.◯合成静電容量は1μF→正解
3.✕2
4.✕5
5.✕7
正解2 医用電気電子工学
ME国家試験
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