電極板面積と電極板間隔が共に \(S\) \([m^{2}]\) と \(d\) \([m]\) で、一方は比誘電率が \(\epsilon_{r1}\) の誘電体からなる平行平板コンデンサ \(C_{1}\) と、他方は比誘電率が \(\epsilon_{r2}\) の誘電体からなる平行平板コンデンサ \(C_{2}\) がある。いま、これらを図のように並列に接続し、端子 A, B間に直流電圧 \(V_{0}\) \([V]\) を加えた。このとき、コンデンサ \(C_{1}\) の電極板間の電界の強さを \(E_{1} [V/m]\)、電束密度を \(D_{1} [C/m^{2}]\)、また、コンデンサ \(C_{2}\) の電極板間の電界の強さを \(E_{2} [V/m]\)、電束密度を \(D_{2} [C/m^{2}]\) とする。両コンデンサの電界の強さ \(E_{1} [V/m]\) 及び \(E_{2} [V/m]\) はそれぞれ (ア) であり、電束密度 \(D_{1} [C/m^{2}]\) 及び \(D_{2} [C/m^{2}]\) はそれぞれ (イ) である。したがって、コンデンサ \(C_{1}\) に蓄えられる電荷を \(Q_{1} [C]\)、コンデンサ \(C_{2}\) に蓄えられる電荷を \(Q_{2} [C]\) とすると、それらはそれぞれ (ウ) となる。 ただし、電極板の厚さ及びコンデンサの端効果は、無視できるものとする。また、真空の誘電率を \(\epsilon_{0} [F/m]\) とする。 上記の記述中の空白箇所 (ア)、(イ) 及び (ウ) に当てはまる式として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

静電界に関する記述として、正しいのは次のうちどれか。

次の文章は、コイルの磁束鎖交数とコイルに蓄えられる磁気エネルギーについて述べたものである。 インダクタンス 1 [mH] のコイルに直流電流 10 [A] が流れているとき、このコイルの磁束鎖交数 \(\Psi_{1}\) [Wb] は (ア) [Wb] である。また、コイルに蓄えられている磁気エネルギー \(W_{1}\) [J] は (イ) [J] である。 次に、このコイルに流れる直流電流を 30 [A] とすると、磁束鎖交数 \(\Psi_{2}\) [Wb] と蓄えられる磁気エネルギー \(W_{2}\) [J] はそれぞれ (ウ) となる。 上記の記述中の空白箇所 (ア)、(イ) 及び (ウ) に当てはまる語句又は数値として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

図のように、点 O を中心とするそれぞれ半径 1 [m] と半径 2 [m] の円形導線の、それらを連結する直線状の導線からなる扇形導線がある。この導線に、図に示す向きに直流電流 \(I=8\) [A] を流した場合、点 O における磁界の大きさ [A/m] として、正しいのは次のうちどれか。 ただし、扇形導線は同一平面上にあり、その巻数は \(\dfrac{1}{4}\) 巻きである。

図に示す5種類の回路は、直流電圧 \(E\) [V] の電源と静電容量 \(C\) [F] のコンデンサの個数と組み合わせを異にしたものである。これらの回路のうちで、コンデンサ全体に蓄えられている電界のエネルギーが最も小さい回路を示す図として、正しいのは次のうちどれか。

抵抗値が異なる抵抗 \(R_{1}\) [Ω] と \(R_{2}\) [Ω] を図1のように直列に接続し、30 [V] の直流電圧を加えたところ、回路に流れる電流は 6 [A] であった。次に、この抵抗 \(R_{1}\) [Ω] と \(R_{2}\) [Ω] を図2のように並列に接続し、30 [V] の直流電圧を加えたところ、回路に流れる電流は 25 [A] であった。このとき、抵抗 \(R_{1}\) [Ω], \(R_{2}\) [Ω] のうち小さい方の抵抗 [Ω] の値として、正しいのは次のうちどれか。

図のように抵抗、コイル、コンデンサからなる負荷がある。この負荷に線間電圧 \(\dot{V}_{ab}=100\angle0^{\circ}[V]\), \(\dot{V}_{bc}=100\angle0^{\circ}[V]\), \(\dot{V}_{ac}=200\angle0^{\circ}[V]\) の単相3線式交流電源を接続したところ、端子a, 端子b, 端子cを流れる線電流はそれぞれ \(\dot{I}_{a}[A]\), \(\dot{I}_{b}[A]\) 及び \(\dot{I}_{c}[A]\) であった。\(\dot{I}_{a}, \dot{I}_{b}, \dot{I}_{c}\) の大きさをそれぞれ \(I_{a}[A], I_{b}[A], I_{c}[A]\) としたとき、これらの大小関係を表す式として、正しいのは次のうちどれか。 （負荷インピーダンス：\(Z_{ab} = 3+j4 \Omega\), \(Z_{bc} = 4-j3 \Omega\), \(Z_{ac} = 8+j6 \Omega\)）

図のように、\(R=\sqrt{3}\omega L\) [Ω] の抵抗、インダクタンス \(L\) [H] のコイル、スイッチ S が角周波数 \(\omega\) [rad/s] の交流電圧 \(\dot{E}\) [V] の電源に接続されている。スイッチ S を開いているとき、コイルを流れる電流の大きさを \(I_{1}\) [A]、電源電圧に対する電流の位相差を \(\theta_{1} [^{\circ}]\) とする。また、スイッチ S を閉じているとき、コイルを流れる電流の大きさを \(I_{2}\) [A]、電源電圧に対する電流の位相差を \(\theta_{2} [^{\circ}]\) とする。このとき、\(\dfrac{I_{1}}{I_{2}}\) 及び \(|\theta_{1}-\theta_{2}| [^{\circ}]\) の値として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

ある回路に、\(i=4\sqrt{2}\sin(120\pi t)\) [A] の電流が流れている。この電流の瞬時値が、時刻 \(t=0\) [s] 以降に初めて 4 [A] となるのは、時刻 \(t=t_{1}\) [s] である。\(t_{1}\) [s] の値として、正しいのは次のうちどれか。

図1のようなインダクタンス \(L\) [H] のコイルと \(R\) [Ω] の抵抗からなる直列回路に、図2のような振幅 \(E\) [V]、パルス幅 \(T_{0}\) [s] の方形波電圧 \(v_{i}\) [V] を加えた。このときの抵抗 \(R\) [Ω] の端子間電圧 \(v_{R}\) [V] の波形を示す図として、正しいのは次のうちどれか。 ただし、図1の回路の時定数 \(\dfrac{L}{R}\) [s] は \(T_{0}\) [s] より十分小さく \((\frac{L}{R}\ll T_{0})\)、方形波電圧 \(v_{i}\) [V] を発生する電源の内部インピーダンスは 0 [Ω] とし、コイルに流れる初期電流は 0 [A] とする。

半導体に関する記述として、誤っているのは次のうちどれか。

図1のように、真空中において強さが一定で一様な磁界中に、速さ \(v\) [m/s] の電子が磁界の向きに対して \(\theta\) [°] の角度 (0° < \(\theta\) < 90°) で突入した。この場合、電子は進行方向にも磁界の向きにも (ア) 方向の電磁力を常に受けて、その軌跡は、(イ) を描く。 次に、電界中に電子を置くと、電子は電界の向きと (ウ) 方向の静電力を受ける。また、図2のように、強さが一定で一様な電界中に、速さ \(v\) [m/s] の電子が電界の向きに対して \(\theta\) [°] の角度 (0° < \(\theta\) < 90°) で突入したとき、その軌跡は、(エ) を描く。 上記の記述中の空白箇所 (ア)、(イ)、(ウ) 及び (エ) に当てはまる語句として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

図1にソース接地のFET増幅器の静特性に注目した回路を示す。この回路のFETのドレーン-ソース間電圧 \(V_{DS}\) とドレーン電流 \(I_{D}\) の特性は、図2に示す。 図1の回路において、ゲートーソース間電圧 \(V_{GS}=-0.1\) [V] のとき、ドレーン-ソース間電圧 \(V_{DS}\) [V]、ドレーン電流 \(I_{D}\) [mA] の値として、最も近いものを組み合わせたのは次のうちどれか。 ただし、直流電源電圧 \(E_{2}=12\) [V]、負荷抵抗 \(R=1.2\) [kΩ] とする。

可動コイル形直流電流計 \(A_{1}\) と可動鉄片形交流電流計 \(A_{2}\) の2台の電流計がある。それぞれの電流計の性質を比較するために次のような実験を行った。 図1のように \(A_{1}\) と \(A_{2}\) を抵抗 100 [Ω] と電圧 10 [V] の直流電源の回路に接続したとき、\(A_{1}\) の指示は 100 [mA]、\(A_{2}\) の指示は (ア) [mA] であった。 また、図2のように、周波数 50 [Hz]、電圧 100 [V] の交流電源と抵抗 500 [Ω] に \(A_{1}\) と \(A_{2}\) を接続したとき、\(A_{1}\) の指示は (イ) [mA]、\(A_{2}\) の指示は 200 [mA] であった。 上記の記述中の空白箇所 (ア) 及び (イ) に当てはまる最も近い値として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。 ただし、\(A_{1}\) と \(A_{2}\) の内部抵抗はどちらも無視できるものであった。

電気計測に関する記述について、次の(a)及び(b)に答えよ。 ある量の測定に用いる方法には各種あるが、指示計器のように測定量を指針の振れの大きさに変えて、その指示から測定量を知る方法を (ア) 法という。これに比較して精密な測定を行う場合に用いられている (イ) 法は、測定量と同種類で大きさを調整できる既知量を別に用意し、既知量を測定量に平衡させて、そのときの既知量の大きさから測定量を知る方法である。(イ) 法を用いた測定器の例としては、ブリッジや (ウ) がある。 上記の記述中の空白箇所 (ア)、(イ) 及び (ウ) に当てはまる語句として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

電気計測に関する記述について、次の(a)及び(b)に答えよ。 図は、ケルビンダブルブリッジの原理図である。図において \(R_{x}\) [Ω] が未知の抵抗、\(R_{s}\) [Ω] は可変抵抗、\(P\) [Ω], \(Q\) [Ω], \(p\) [Ω], \(q\) [Ω] は固定抵抗である。このブリッジは、抵抗 \(R_{x}\) [Ω] のリード線の抵抗が、固定抵抗 [Ω] 及び直流電源側の接続線に含まれる回路構成となっており、低い抵抗の測定に適している。 図の回路において、固定抵抗 \(P\) [Ω], \(Q\) [Ω], \(p\) [Ω], \(q\) [Ω] の抵抗値が (エ) = 0 の条件を満たしていて、可変抵抗 \(R_{s}\) [Ω] においてブリッジが平衡している。この場合は、次式から抵抗 \(R_{x}\) が求まる。 \[ R_{x} = ( (\text{オ}) ) R_{s} \] この式が求まることを次の手順で証明してみよう。 〔証明〕 回路に流れる電流を図に示すように \(I\) [A], \(i_{1}\) [A], \(i_{2}\) [A] とし、閉回路 I 及び II にキルヒホッフの第2法則を適用すると式①, ②が得られる。 \(P i_{1} = R_{x} I + p i_{2}\)　……① \(Q i_{1} = R_{s} I + q i_{2}\)　……② 式①, ②から \[ \dfrac{P}{Q} = \dfrac{R_{x}I + p i_{2}}{R_{s}I + q i_{2}} = \dfrac{R_{x} + p\frac{i_{2}}{I}}{R_{s} + q\frac{i_{2}}{I}} \]　……③ また、\(I\) は \((p+q)\) と \(r\) の回路に分流するので、\((p+q)i_{2} = r(I - i_{2})\) の関係から式④が得られる。 \[ \dfrac{i_{2}}{I} = (\text{カ}) \]　……④ ここで、\(K = (\text{カ})\) とし、式③を整理すると式⑤が得られ、抵抗 \(R_{x}\) [Ω] が求まる。 \[ R_{x} = ( (\text{オ}) ) R_{s} + ( (\text{エ}) ) qK \]　……⑤ 上記の記述中の空白箇所 (エ)、(オ) 及び (カ) に当てはまる式として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

平衡三相回路について、次の(a)及び(b)に答えよ。 図1のように、抵抗 \(R\) [Ω] が接続された平衡三相負荷に線間電圧 \(E\) [V] の対称三相交流電源を接続した。このとき、図1に示す電流 \(\dot{I}_{1}\) [A] の大きさの値を表す式として、正しいのは次のうちどれか。

平衡三相回路について、次の(a)及び(b)に答えよ。 次に、図1を図2のように、抵抗 \(R\) [Ω] をインピーダンス \(\dot{Z}=12+j9\) [Ω] の負荷に置き換え、線間電圧 \(E=200\) [V] とした。このとき、図2に示す電流 \(\dot{I}_{2}\) [A] の大きさの値として、最も近いのは次のうちどれか。 （注：図1はΔ結線、図2はY結線である）

(選択問題) 図に示すように、面積が十分に広い平行平板電極（電極間距離 10 [mm]）が空気（比誘電率 \(\epsilon_{r1}=1\) とする。）と、電極と同形同面積の厚さ 4 [mm] で比誘電率 \(\epsilon_{r2}=4\) の固体誘電体で構成されている。下部電極を接地し、上部電極に直流電圧 \(V\) [kV] を加えた。次の(a)及び(b)に答えよ。 ただし、固体誘電体の導電性及び電極と固体誘電体の端効果は無視できるものとする。 電極間の電界の強さ \(E\) [kV/mm] のおおよその分布を示す図として、正しいのは次のうちどれか。 ただし、このときの電界の強さでは、放電は発生しないものとする。また、各図において、上部電極から下部電極に向かう距離を \(x\) [mm] とする。 (上部から: 空気4mm, 固体4mm, 空気2mm)

(選択問題) 図に示すように、面積が十分に広い平行平板電極（電極間距離 10 [mm]）が空気（比誘電率 \(\epsilon_{r1}=1\) とする。）と、電極と同形同面積の厚さ 4 [mm] で比誘電率 \(\epsilon_{r2}=4\) の固体誘電体で構成されている。下部電極を接地し、上部電極に直流電圧 \(V\) [kV] を加えた。次の(a)及び(b)に答えよ。 ただし、固体誘電体の導電性及び電極と固体誘電体の端効果は無視できるものとする。 上部電極に加える電圧 \(V\) [kV] を徐々に増加し、下部電極側の空気中の電界の強さが 2 [kV/mm] に達したときの電圧 \(V\) [kV] の値として、正しいのは次のうちどれか。

(選択問題) 図1の回路は、エミッタ接地のトランジスタ増幅器の交流小信号に注目した回路である。次の(a)及び(b)に答えよ。 ただし、\(R_{L}\) [Ω] は抵抗、\(i_{b}\) [A] は入力信号電流、\(i_{c}=6\times10^{-3}\) [A] は出力信号電流、\(v_{b}\) [V] は入力信号電圧、\(v_{c}=6\) [V] は出力信号電圧である。 図1の回路において、入出力信号の関係を表1に示すhパラメータを用いて表すと次の式①、②になる。 \(v_{b}=h_{ie}i_{b}+h_{re}v_{c}\)　……① \(i_{c}=h_{fe}i_{b}+h_{oe}v_{c}\)　……② 表中の空白箇所 (ア)、(イ)、(ウ) 及び (エ) に当てはまる語句として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。 表1 hパラメータの数値例 名称: (ア), 電圧帰還率, 電流増幅率, (イ) 記号: \(h_{ie}\), \(h_{re}\), \(h_{fe}\), \(h_{oe}\) 値の例: \(3.5\times10^{3}\) Ω, (ウ) \(1.3\times10^{-4}\), (エ) 140, \(9\times10^{-6}\) S

(選択問題) 図1の回路は、エミッタ接地のトランジスタ増幅器の交流小信号に注目した回路である。次の(a)及び(b)に答えよ。 ただし、\(R_{L}\) [Ω] は抵抗、\(i_{b}\) [A] は入力信号電流、\(i_{c}=6\times10^{-3}\) [A] は出力信号電流、\(v_{b}\) [V] は入力信号電圧、\(v_{c}=6\) [V] は出力信号電圧である。 図1の回路の計算は、図2の簡易小信号等価回路を用いて行うことが多い。この場合、上記(a)の式①, ②から求めた \(v_{b}\) [V] 及び \(i_{b}\) [A] の値をそれぞれ真の値としたとき、図2の回路から求めた \(v_{b}\) [V] 及び \(i_{b}\) [A] の誤差 \(\Delta v_{b}\) [mV], \(\Delta i_{b}\) [μA] の大きさとして、最も近いものを組み合わせたのは次のうちどれか。 ただし、hパラメータの値は表1に示された値とする。

真空中において、図のように点Aに正電荷 \(+4Q\) [C]、点Bに負電荷 \(-Q\) [C] の点電荷が配置されている。この2点を通る直線上で電位が \(0\) [V] になる点を点Pとする。点Pの位置を示すものとして、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。なお、無限遠の点は除く。 ただし、点Aと点B間の距離を \(l\) [m] とする。また、点Aより左側の領域をa領域、点Aと点Bの間の領域をab領域、点Bより右側の領域をb領域とし、真空の誘電率を \(\varepsilon_{0}\) [F/m] とする。

図に示すように、電極板面積と電極板間隔がそれぞれ同一の2種類の平行平板コンデンサがあり、一方を空気コンデンサ A、他方を固体誘電体(比誘電率 \(\varepsilon_{r} = 4\))が満たされたコンデンサBとする。両コンデンサにおいて、それぞれ一方の電極に直流電圧 \(V\) [V] を加え、他方の電極を接地したとき、コンデンサBの内部電界 [V/m] 及び電極板上に蓄えられた電荷 [C] はコンデンサ Aのそれぞれ何倍となるか。その倍率として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。 ただし、空気の比誘電率を1とし、コンデンサの端効果は無視できるものとする。

紙面に平行な水平面内において、\(0.6\) [m] の間隔で張られた2本の直線状の平行導線に \(10\) [\(\Omega\)] の抵抗が接続されている。この平行導線に垂直に、図に示すように、直線状の導体棒PQを渡し、紙面の裏側から表側に向かって磁束密度 \(B=6\times10^{-2}\) [T] の一様な磁界をかける。ここで、導体棒PQを磁界と導体棒に共に垂直な矢印の方向に一定の速さ \(v=4\) [m/s] で平行導線上を移動させているときに、\(10\) [\(\Omega\)] の抵抗に流れる電流 \(I\) [A] の値として、正しいのは次のうちどれか。 ただし、電流の向きは図に示す矢印の向きを正とする。また、導線及び導体棒PQの抵抗、並びに導線と導体棒との接触抵抗は無視できるものとする。

図に示すように、直線導体A及びBがy方向に平行に配置され、両導体に同じ大きさの電流が共に+y 方向に流れているとする。このとき、各導体に加わる力の方向について、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。なお、xyz 座標の定義は、破線の枠内の図で示したとおりとする。

図の直流回路において、\(12\) [\(\Omega\)] の抵抗の消費電力が \(27\) [W] である。このとき、抵抗 \(R\) [\(\Omega\)] の値として、正しいのは次のうちどれか。

図1の直流回路において、端子 a-c間に直流電圧 \(100\) [V] を加えたところ、端子b-c間の電圧は \(20\) [V] であった。また、図2のように端子 b-c間に \(150\) [\(\Omega\)] の抵抗を並列に追加したとき、端子 b-c間の端子電圧は \(15\) [V] であった。いま、図3のように端子 b-c間を短絡したとき、電流 \(I\) [A] の値として、正しいのは次のうちどれか。

抵抗 \(R=4\) [\(\Omega\)] と誘導性リアクタンス \(X=3\) [\(\Omega\)] が直列に接続された負荷を、図のように線間電圧 \(\dot{V}_{ab}=100\angle0^{\circ}\) [V], \(\dot{V}_{bc}=100\angle0^{\circ}\) [V] の単相3線式電源に接続した。このとき、これらの負荷で消費される総電力 \(P\) [W] の値として、正しいのは次のうちどれか。

抵抗 \(R\) [\(\Omega\)] と誘導性リアクタンス \(X_{L}\) [\(\Omega\)] を直列に接続した回路の力率 (\(\cos\)) は、\(\dfrac{1}{2}\) であった。いま、この回路に容量性リアクタンス \(X_{C}\) [\(\Omega\)] を直列に接続したところ、\(R\) [\(\Omega\)], \(X_{L}\) [\(\Omega\)], \(X_{C}\) [\(\Omega\)] 直列回路の力率は、\(\dfrac{\sqrt{3}}{2}\) (遅れ) になった。容量性リアクタンス \(X_{C}\) [\(\Omega\)] の値を表す式として、正しいのは次のうちどれか。

Y結線の対称三相交流電源に Y結線の平衡三相抵抗負荷を接続した場合を考える。負荷側における線間電圧を \(V_{l}\) [V]、線電流を \(I_{l}\) [A]、相電圧を \(V_{p}\) [V]、相電流を \(I_{p}\) [A]、各相の抵抗を \(R\) [\(\Omega\)]、三相負荷の消費電力を \(P\) [W] とする。このとき、誤っているのは次のうちどれか。

図に示す回路において、スイッチSを閉じた瞬間(時刻 \(t=0\)) に点Aを流れる電流を \(I_{0}\) [A] とし、十分に時間が経ち、定常状態に達したのちに点Aを流れる電流を \(I\) [A] とする。電流比 \(\dfrac{I_{0}}{I}\) の値を2とするために必要な抵抗 \(R_{3}\) [\(\Omega\)] の値を表す式として、正しいのは次のうちどれか。 ただし、コンデンサの初期電荷は零とする。

次の文章は、図1及び図2に示す原理図を用いてホール素子の動作原理について述べたものである。 図1に示すように、p形半導体に直流電流 \(I\) [A] を流し、半導体の表面に対して垂直に下から上向きに磁束密度 \(B\) [T] の平等磁界を半導体にかけると、半導体内の正孔は進路を曲げられ、電極①には ( ア ) 電荷、電極②には ( イ ) 電荷が分布し、半導体の内部に電界が生じる。また、図2のn形半導体の場合は、電界の方向はp形半導体の方向と ( ウ ) である。この電界により、電極①-②間にホール電圧 \(V_{H} = R_{H} \times\) ( エ ) [V] が発生する。ただし、\(d\) [m] は半導体の厚さを示し、\(R_{H}\) は比例定数 [m\(^3\)/C] である。 上記の記述中の空白箇所(ア), (イ), (ウ)及び(エ)に当てはまる語句又は式として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

次の文章は、金属などの表面から真空中に電子が放出される現象に関する記述である。 a. タンタル (Ta)などの金属を熱すると、電子がその表面から放出される。この現象は ( ア ) 放出と呼ばれる。 b. タングステン (W)などの金属表面の電界強度を十分に大きくすると、常温でもその表面から電子が放出される。この現象は ( イ ) 放出と呼ばれる。 c. 電子を金属又はその酸化物・ハロゲン化物などに衝突させると、その表面から新たな電子が放出される。この現象は ( ウ ) 放出と呼ばれる。 上記の記述中の空白箇所(ア), (イ)及び(ウ)に当てはまる語句として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

図1は、静電容量 \(C\) [F] のコンデンサとコイルからなる共振回路の等価回路である。このようにコイルに内部抵抗 \(r\) [\(\Omega\)] が存在する場合は、インダクタンス \(L\) [H] と抵抗 \(r\) [\(\Omega\)] の直列回路として表すことができる。この直列回路は、コイルの抵抗 \(r\) [\(\Omega\)] が、誘導性リアクタンス \(\omega L\) [\(\Omega\)] に比べて十分小さいものとすると、図2のように、等価抵抗 \(R_{p}\) [\(\Omega\)] とインダクタンス \(L\) [H] の並列回路に変換することができる。このときの等価抵抗 \(R_{p}\) [\(\Omega\)] の値を表す式として、正しいのは次のうちどれか。 ただし、\(I_{c}\) [A] は電流源の電流を表す。

次の文章は、直流電流計の測定範囲拡大について述べたものである。 内部抵抗 \(r=10\) [m\(\Omega\)], 最大目盛 0.5 [A] の直流電流計Mがある。この電流計と抵抗 \(R_{1}\) [m\(\Omega\)] 及び \(R_{2}\) [m\(\Omega\)] を図のように結線し、最大目盛が1 [A] と3 [A] からなる多重範囲電流計を作った。この多重範囲電流計において、端子3Aと端子+を使用する場合、抵抗 ( ア ) [m\(\Omega\)] が分流器となる。端子1Aと端子+を使用する場合には、抵抗 ( イ ) [m\(\Omega\)] が倍率 ( ウ ) 倍の分流器となる。また、3 [A] を最大目盛とする多重範囲電流計の内部抵抗は ( エ ) [m\(\Omega\)] となる。 上記の記述中の空白箇所(ア), (イ), (ウ)及び(エ)に当てはまる式又は数値として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

図の平衡三相回路について、次の(a)及び(b)に答えよ。 端子a, cに \(100\) [V] の単相交流電源を接続したところ、回路の消費電力は \(200\) [W] であった。抵抗 \(R\) [\(\Omega\)] の値として、正しいのは次のうちどれか。

図の平衡三相回路について、次の(a)及び(b)に答えよ。 端子a, b, cに線間電圧 \(200\) [V] の対称三相交流電源を接続したときの全消費電力 [kW] の値として、正しいのは次のうちどれか。

電力量計について、次の(a)及び(b)に答えよ。 次の文章は、交流の電力量計の原理について述べたものである。 計器の指針等を駆動するトルクを発生する動作原理により計器を分類すると、図に示した構造の電力量計の場合は、( ア ) に分類される。 この計器の回転円板が負荷の電力に比例するトルクで回転するように、図中の端子 a からfを ( イ ) のように接続して、負荷電圧を電圧コイルに加え、負荷電流を電流コイルに流す。その結果、コイルに生じる磁束による移動磁界と、回転円板上に生じる渦電流との電磁力の作用で回転円板は回転する。 一方、永久磁石により回転円板には速度に比例する ( ウ ) が生じ、負荷の電力に比例する速度で回転円板は回転を続ける。したがって、計量装置でその回転数をある時間計量すると、その値は同時間中に消費された電力量を表す。

電力量計について、次の(a)及び(b)に答えよ。 上記(a)の原理の電力量計の使用の可否を検討するために、電力量計の計量の誤差率を求める実験を行った。実験では、3 [kW] の電力を消費している抵抗負荷の交流回路に、この電力量計を接続した。このとき、電力量計はこの抵抗負荷の消費電力量を計量しているので、計器の回転円板の回転数を測定することから計量の誤差率を計算できる。 電力量計の回転円板の回転数を測定したところ、回転数は1分間に61であった。この場合、電力量計の計量の誤差率 [%] の大きさの値として、最も近いのは次のうちどれか。 ただし、電力量計の計器定数 (1 [kW h] 当たりの回転円板の回転数) は、1200 [rev/kW h] であり、回転円板の回転数と計量装置の計量値の関係は正しいものとし、電力損失は無視できるものとする。

真空中において、図に示すように、一辺の長さが \(6\) [m] の正三角形の頂点Aに \(4\times10^{-9}\) [C] の正の点電荷が置かれ、頂点Bに \(-4\times10^{-9}\) [C] の負の点電荷が置かれている。正三角形の残る頂点を点Cとし、点Cより下した垂線と正三角形の辺ABとの交点を点Dとして、次の(a)及び(b)に答えよ。 ただし、クーロンの法則の比例定数を \(9\times10^{9}\) [N\(\cdot\)m\(^{2}\)/C\(^{2}\)] とする。 まず、\(q_{0}\) [C] の正の点電荷を点Cに置いたときに、この正の点電荷に働く力の大きさは \(F_{C}\) [N] であった。次に、この正の点電荷を点Dに移動したときに、この正の点電荷に働く力の大きさは \(F_{D}\) [N] であった。力の大きさの比 \(\dfrac{F_{C}}{F_{D}}\) の値として、正しいのは次のうちどれか。

真空中において、図に示すように、一辺の長さが \(6\) [m] の正三角形の頂点Aに \(4\times10^{-9}\) [C] の正の点電荷が置かれ、頂点Bに \(-4\times10^{-9}\) [C] の負の点電荷が置かれている。正三角形の残る頂点を点Cとし、点Cより下した垂線と正三角形の辺ABとの交点を点Dとして、次の(a)及び(b)に答えよ。 ただし、クーロンの法則の比例定数を \(9\times10^{9}\) [N\(\cdot\)m\(^{2}\)/C\(^{2}\)] とする。 次に、\(q_{0}\) [C] の正の点電荷を点Dから点Cの位置に戻し、強さが \(0.5\) [V/m] の一様な電界を辺ABに平行に点Bから点Aの向きに加えた。このとき、\(q_{0}\) [C] の正の点電荷に電界の向きと逆の向きに \(2\times10^{-9}\) [N] の大きさの力が働いた。正の点電荷 \(q_{0}\) [C] の値として、正しいのは次のうちどれか。

演算増幅器(オペアンプ)について、次の(a)及び(b)に答えよ。 演算増幅器の特徴に関する記述として、誤っているのは次のうちどれか。

演算増幅器(オペアンプ)について、次の(a)及び(b)に答えよ。 図1及び図2のような直流増幅回路がある。それぞれの出力電圧 \(V_{o1}\) [V], \(V_{o2}\) [V] の値として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。 ただし、演算増幅器は理想的なものとし、\(V_{i1}=0.6\) [V] 及び \(V_{i2}=0.45\) [V] は入力電圧である。

静電界に関する記述として、誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

直流電圧 1000 [V] の電源で充電された静電容量 8 [µF] の平行平板コンデンサがある。 コンデンサを電源から外した後に電荷を保持したままコンデンサの電極間距離を最初の距離の \( \dfrac{1}{2} \) に縮めたとき、静電容量 [µF] と静電エネルギー [J] の値の組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は、磁界中に置かれた導体に働く電磁力に関する記述である。 電流が流れている長さ \( L \) [m] の直線導体を磁束密度が一様な磁界中に置くと、フレミングの (ア) の法則に従い、導体には電流の向きにも磁界の向きにも直角な電磁力が働く。 直線導体の方向を変化させて、電流の方向が磁界の方向と同じになれば、導体に働く力の大きさは (イ) となり、直角になれば、(ウ) となる。 力の大きさは、電流の (エ) に比例する。 上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)、(ウ)及び(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

図1のように、1辺の長さが \( a \) [m] の正方形のコイル(巻数: 1)に直流電流 \( I \) [A] が流れているときの中心点 \( O_{1} \) の磁界の大きさを \( H_{1} \) [A/m] とする。 また、図2のように、直径 \( a \) [m] の円形のコイル (巻数: 1)に直流電流 \( I \) [A] が流れているときの中心点 \( O_{2} \) の磁界の大きさを \( H_{2} \) [A/m] とする。 このとき、磁界の大きさの比 \( \dfrac{H_{1}}{H_{2}} \) の値として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 ただし、中心点 \( O_{1} \)、\( O_{2} \) はそれぞれ正方形のコイル、円形のコイルと同一平面上にあるものとする。 （参考式省略）

20 [℃] における抵抗値が \( R_{1} \) [Ω]、抵抗温度係数が \( \alpha_{1} \) [℃\(^{-1}\)] の抵抗器 A と20 [℃] における抵抗値が \( R_{2} \) [Ω]、抵抗温度係数が \( \alpha_{2}=0 \) [℃\(^{-1}\)] の抵抗器 B が並列に接続されている。 その20 [℃] と21 [℃] における並列抵抗値をそれぞれ \( r_{20} \) [Ω]、\( r_{21} \) [Ω] とし、\( \dfrac{r_{21}-r_{20}}{r_{20}} \) を変化率とする。 変化率として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

図の直流回路において、200 [V] の直流電源から流れ出る電流が 25 [A] である。 16 [Ω] と \( r \) [Ω] の抵抗の接続点aの電位を \( V_{a} \) [V]、8 [Ω] と \( R \) [Ω] の抵抗の接続点bの電位を \( V_{b} \) [V] とする。 \( V_{a}=V_{b} \) となる \( r \) [Ω] と \( R \) [Ω] の値の組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。