図のように、A, B 2本の平行な直線導体があり、導体Aには1.2 Aの、導体Bにはそれと反対方向に3 Aの電流が流れている。導体AとBの間隔が \(l\) [m] のとき、導体Aより0.3 m離れた点Pにおける合成磁界が零になった。\(l\) の値[m]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、導体A, Bは無限長とし、点Pは導体A, Bを含む平面上にあるものとする。
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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 \( I \) 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、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。 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、抵抗 \(R=10 \Omega\) で消費される電力の値 [W] として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
\( R_{1}=20 \Omega \)、 \( R_{2}=30 \Omega \) の抵抗、インダクタンス \( L_{1}=20 \mathrm{mH} \)、 \( L_{2}=40 \mathrm{mH} \) のコイル及び静電容量 \( C_{1}=400 \mu \mathrm{F} \)、 \( C_{2}=600 \mu \mathrm{F} \) のコンデンサからなる図のような直並列回路がある。直流電圧 \( E=100 \mathrm{V} \) を加えたとき、定常状態において \( L_{1} \)、 \( L_{2} \)、 \( C_{1} \) 及び \( C_{2} \) に蓄えられるエネルギーの総和の値 \( [\mathrm{J}] \) として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
図の回路において、抵抗 \(R\) [\(\Omega\)] には電流 0.3 Aが流れている。抵抗 \(R\) の値[\(\Omega\)]として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
図のように、二つの直流電源と三つの抵抗からなる回路がある。各抵抗に流れる電流を図に示す向きに定義するとき、電流 \( I_{1} \)、 \( I_{2} \)、 \( I_{3} \) の値 \( [\mathrm{A}] \) 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。
起電力が \(E\) [V] で内部抵抗が \(r\) [\(\Omega\)] の電池がある。この電池に抵抗 \(R_1\) [\(\Omega\)] と可変抵抗 \(R_2\) [\(\Omega\)] を並列につないだとき、抵抗 \(R_2\) [\(\Omega\)] から発生するジュール熱が最大となるときの抵抗 \(R_2\) の値 [\(\Omega\)] を表す式として、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
図の抵抗回路において、端子a, b間の合成抵抗 \( R_{ab} \) の値 \( [\Omega] \) は \( 1.8R [\Omega] \) であった。このとき、抵抗 \( R_{x} \) の値 \( [\Omega] \) として、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
図のように、二つのLC直列共振回路 A, B があり、それぞれの共振周波数が \(f_A\) [Hz], \(f_B\) [Hz] である。これら A, B をさらに直列に接続した場合、全体としての共振周波数が \(f_{AB}\) [Hz] になった。\(f_A\) 及び \(f_{AB}\) の大小関係として、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。 (図:回路Aは \(L\) と \(C\)。回路Bは \(2L\) と \(C\))
図のように、二つの正弦波交流電圧源 \( e_{1} [\mathrm{V}] \)、 \( e_{2} [\mathrm{V}] \) が直列に接続されている回路において、合成電圧 \( v [\mathrm{V}] \) の最大値は \( e_{1} \) の最大値の (ア) 倍となり、その位相は \( e_{1} \) を基準として (イ) \( [\mathrm{rad}] \) の (ウ) となる。 上記の記述中の空白箇所 (ア)~(ウ) 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。 \[ e_{1} = E \sin(\omega t + \theta) \] \[ e_{2} = \sqrt{3} E \sin(\omega t + \theta + \frac{\pi}{2}) \]
次式に示す電圧 \(e\) [V] 及び電流 \(i\) [A] による電力の値 [kW] として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。 \[ e = 100\sin\omega t + 50\sin\left(3\omega t - \dfrac{\pi}{6}\right) \text{ [V]} \] \[ i = 20\sin\left(\omega t - \dfrac{\pi}{6}\right) + 10\sqrt{3}\sin\left(3\omega t + \dfrac{\pi}{6}\right) \text{ [A]} \]
\( 4 \Omega \) の抵抗と静電容量が \( C [\mathrm{F}] \) のコンデンサを直列に接続したRC回路がある。このRC回路に、周波数 \( 50 \mathrm{Hz} \) の交流電圧 \( 100 \mathrm{V} \) の電源を接続したところ、 \( 20 \mathrm{A} \) の電流が流れた。では、このRC回路に、周波数 \( 60 \mathrm{Hz} \) の交流電圧 \( 100 \mathrm{V} \) の電源を接続したとき、RC回路に流れる電流の値 \( [\mathrm{A}] \) として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
図の回路のスイッチSを \(t=0\) s で閉じる。電流 \(i_S\) [A] の波形として最も適切に表すものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。 ただし、スイッチSを閉じる直前に、回路は定常状態にあったとする。 (回路定数:電源1V, 抵抗1\(\Omega\), コイル1H, コンデンサ2F)
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 \( I_{0} [\mathrm{A}] \) 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 \( I [\mathrm{A}] \) とする。電流比 \( \dfrac{I_{0}}{I} \) 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、コンデンサの初期電荷は零とする。
バイポーラトランジスタと電界効果トランジスタ (FET) 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。
電界効果トランジスタ(FET)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。
真空中に置かれた平行電極板間に、直流電圧 \(V\) [V] を加えて平等電界 \(E\) [V/m] を作り、この陰極板に電子を置いた場合、初速零で出発した電子が陽極板に到達したときの速さは、\(v\) [m/s] となった。このときの電子の運動エネルギーは、電子が陽極板に到達するまでに得るエネルギーに等しいと考えられ、次の式が成立する。 \[ \dfrac{1}{2}mv^{2} = \boxed{(\text{ア})} \] ただし、電子の電気素量を \(e\) [C], 電子の質量を \(m\) [kg] とする。 したがって、この式から電子の速さ \(v\) [m/s] は、(イ) で表される。 上記の記述中の空白箇所(ア)及び(イ)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。
次の文章は、電子レンジに内蔵されてマイクロ波を発生する、マグネトロン内の電子の軌跡を簡略化して説明した記述である。 図に示すように、真空中の平行平板電極間に直流電圧を加えて平等電界 \( E [\mathrm{V/m}] \) を作り、平等電界と直交する方向に磁束密度 \( B [\mathrm{T}] \) の平等磁界を加えた。図中の \(\odot\) は \( z \) 軸の正の向きで、紙面に垂直かつ手前の向きを表す。 陰極上の点Pに初速零で電荷 \( -e [\mathrm{C}] \) の電子を置いて静かに離すと、\( y \) 軸の (ア) の向きの電界により電子は陽極に向かって動き始める。同時に電子は磁束密度に (イ) した大きさの (ウ) 力を受ける。磁界は \( z \) 軸の (エ) の向きのため、電子は電界と磁界の作用で \( x \) 軸の正の向きに移動する。このとき磁束密度が一定値以上では電子は陽極に到達せずに、図のように (オ) といわれる軌跡を描く。ただし、電子は紙面と平行な平面上を移動し、重力の影響は無視できるものとする。 上記の記述中の空白箇所(ア)~(オ)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。
図1は、固定バイアス回路を用いた、\( R_{B} \) の値が未知のエミッタ接地トランジスタ増幅回路である。図2は、この増幅回路で用いているトランジスタのコレクタ-エミッタ間電圧 \( V_{CE} \) とコレクタ電流 \( I_{C} \) との関係を予め調べ示した静特性である。ただし、五つのベース電流の値 \( I_{B} [\mu \mathrm{A}] \) のみに対する曲線であり、増幅回路の負荷抵抗 \( R_{L} \) の負荷線も重ねて示している。今、増幅回路の動作点を測定したところ \( V_{CE}=3.0 \mathrm{V} \) であった。抵抗 \( R_{B} \) の値 \( [\mathrm{M}\Omega] \) 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、ベース-エミッタ間電圧 \( V_{BE} \fallingdotseq 0.7 \) としてよい。なお、\( C_{1}, C_{2} \) は結合コンデンサであり、 \( V_{CC} \) は直流電圧源である。