図のように、静電容量 \( C_{1}=10~\mu\text{F} \)、\( C_{2}=900~\mu\text{F} \)、\( C_{3}=100~\mu\text{F} \)、\( C_{4}=900~\mu\text{F} \) のコンデンサからなる直並列回路がある。この回路に周波数 \( f=50 \) Hzの交流電圧 \( V_{in} \) [V]を加えたところ、\( C_{4} \) の両端の交流電圧は \( V_{out} \) [V]であった。このとき、\( \dfrac{V_{out}}{V_{in}} \) 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。

図のように、直流電圧 \( E \) [V] の電源、抵抗 \( R \) [\( \Omega \)] の抵抗器、インダクタンス \( L \) [H] のコイルまたは静電容量 \( C \) [F] のコンデンサ、スイッチSからなる2種類の回路（RL回路、RC回路）がある。各回路において、時刻 \( t=0 \) s でスイッチSを閉じたとき、回路を流れる電流 \( i \) [A]、抵抗の端子電圧 \( v_r \) [V]、コイルの端子電圧 \( v_l \) [V]、コンデンサの端子電圧 \( v_c \) [V]の波形の組合せを示す図として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 ただし、電源の内部インピーダンス及びコンデンサの初期電荷は零とする。

次の文章は、半導体レーザ（レーザダイオード）に関する記述である。 レーザダイオードは、図のような3層構造を成している。p形層とn形層に挟まれた層を（ア）層といい、この層は上部のp形層及び下部のn形層とは性質の異なる材料で作られている。前後の面は半導体結晶による自然な反射鏡になっている。 レーザダイオードに（イ）を流すと、（ア）層の自由電子が正孔と再結合して消滅するとき光を放出する。この光が二つの反射鏡の間に閉じ込められることによって、（ウ）放出が起き、同じ波長の光が多量に生じ、外部にその一部が出力される。光の特別な波長だけが共振状態となって（ウ）放出が誘起されるので、強い同位相のコヒーレントな光が得られる。 上記の記述中の空白箇所（ア）、（イ）及び（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。

ブラウン管は電子銃、偏向板、蛍光面などから構成される真空管であり、オシロスコープの表示装置として用いられる。図のように、電荷 \( -e \) [C] をもつ電子が電子銃から一定の速度 \( v \) [m/s] で \( z \) 軸に沿って発射される。電子は偏向板の中を通過する間、\( x \) 軸に平行な平等電界 \( E \) [V/m] から静電力 \( -eE \) [N] を受け、\( x \) 方向の速度成分 \( u \) [m/s] を与えられ進路を曲げられる。偏向板を通過後の電子は \( z \) 軸と \( \tan \theta = \dfrac{u}{v} \) となる角度 \( \theta \) をなす方向に直進して蛍光面に当たり、その点を発光させる。このとき発光する点は蛍光面の中心点から \( x \) 方向に距離 \( X \) [m] だけシフトした点となる。 \( u \) と \( X \) を表す式の組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 ただし、電子の静止質量を \( m \) [kg]、偏向板の \( z \) 方向の大きさを \( l \) [m]、偏向板の中心から蛍光面までの距離を \( d \) [m] とし、\( l \ll d \) と仮定してよい。また、速度は光速に比べて十分小さいものとする。

バイポーラトランジスタを用いた電力増幅回路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。

目盛が正弦波交流に対する実効値になる整流形の電圧計（全波整流形）がある。この電圧計で図のような周期20msの繰り返し波形電圧を測定した。このとき、電圧計の指示の値 [V] 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、a-b間の長さが15cm、最大値が30Ωのすべり抵抗器 \( R \)、電流計、検流計、電池 \( E_0 \) [V]、電池 \( E_x \) [V] が接続された回路がある。この回路において次のような実験を行った。 **実験I**: 図1でスイッチSを開いたとき、電流計は200mAを示した。 **実験II**: 図1でスイッチSを閉じ、すべり抵抗器 \( R \) の端子cをbの方向へ移動させて行き、検流計が零を指したとき移動を停止した。このとき、a-c間の距離は4.5cmであった。 **実験III**: 図2に配線を変更したら、電流計の値は50mAであった。 次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし、各計測器の内部抵抗及び接触抵抗は無視できるものとし、また、すべり抵抗器 \( R \) の長さ [cm] と抵抗値 [\( \Omega \)] とは比例するものであるとする。 電池 \( E_x \) の起電力の値 [V] 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、a-b間の長さが15cm、最大値が30Ωのすべり抵抗器 \( R \)、電流計、検流計、電池 \( E_0 \) [V]、電池 \( E_x \) [V] が接続された回路がある。この回路において次のような実験を行った。 **実験I**: 図1でスイッチSを開いたとき、電流計は200mAを示した。 **実験II**: 図1でスイッチSを閉じ、すべり抵抗器 \( R \) の端子cをbの方向へ移動させて行き、検流計が零を指したとき移動を停止した。このとき、a-c間の距離は4.5cmであった。 **実験III**: 図2に配線を変更したら、電流計の値は50mAであった。 次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし、各計測器の内部抵抗及び接触抵抗は無視できるものとし、また、すべり抵抗器 \( R \) の長さ [cm] と抵抗値 [\( \Omega \)] とは比例するものであるとする。 電池 \(E_x \) の内部抵抗の値 [\(\Omega \)] として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

図1の端子a-d間の合成静電容量について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。 端子b-c-d間は図2のように結線で接続されている。これを図3のようにY結線に変換したとき、電気的に等価となるコンデンサ \( C \) の値 [\( \mu\text{F} \)] として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

図1の端子a-d間の合成静電容量について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。 図3を用いて、図1の端子b-c-d間をY結線回路に変換したとき、図1の端子a-d間の合成静電容量 \( C_0 \) の値 [\( \mu\text{F} \)] として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

図のようなV結線電源と三相平衡負荷とからなる平衡三相回路において、\( R=5~\Omega \)、\( L=16~\text{mH} \) である。また、電源の線間電圧 \( e_{a} \) [V] は、時刻 \( t \) [s] において \( e_{a}=100\sqrt{6}\sin(100\pi t) \) [V] と表され、線間電圧 \( e_{b} \) [V] は \( e_{a} \) [V] に対して振幅が等しく、位相が120°遅れている。ただし、電源の内部インピーダンスは零である。このとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。 図の点線で示された配線を切断し、3個のコンデンサを三相回路から切り離したとき、三相電力 \( P \) 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。

図のようなV結線電源と三相平衡負荷とからなる平衡三相回路において、\( R=5~\Omega \)、\( L=16~\text{mH} \) である。また、電源の線間電圧 \( e_{a} \) [V] は、時刻 \( t \) [s] において \( e_{a}=100\sqrt{6}\sin(100\pi t) \) [V] と表され、線間電圧 \( e_{b} \) [V] は \( e_{a} \) [V] に対して振幅が等しく、位相が120°遅れている。ただし、電源の内部インピーダンスは零である。このとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。 点線部を接続することによって同じ特性の3個のコンデンサを接続したところ、\( i_a \) の波形は \( e_a \) の波形に対して位相が30°遅れていた。このときのコンデンサ \( C \) の静電容量の値 [F] として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

演算増幅器（オペアンプ）について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。 演算増幅器は、その二つの入力端子に加えられた信号の（ア）を高い利得で増幅する回路である。演算増幅器の入力インピーダンスは極めて（イ）ため、入力端子電流は（ウ）とみなしてよい。一方、演算増幅器の出力インピーダンスは非常に（エ）ため、その出力端子電圧は負荷による影響を（オ）。さらに、演算増幅器は利得が非常に大きいため、抵抗などの部品を用いて負帰還をかけたときに安定した有限の電圧利得が得られる。 上記の記述中の空白箇所（ア）、（イ）、（ウ）、（エ）及び（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。

演算増幅器（オペアンプ）について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。 図のような直流増幅回路がある。この回路に入力電圧0.5Vを加えたとき、出力電圧 \( V_o \) の値 [V] と電圧利得 \( A_V \) の値 [dB] の組合せとして、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 ただし、演算増幅器は理想的なものとし、\( \log_{10}2=0.301 \)、\( \log_{10}3=0.477 \) とする。

真空中において、図のように \(x\) 軸上で距離 \(3d\) [m] 隔てた点A \((2d, 0)\), 点B \((-d, 0)\) にそれぞれ \(2Q\) [C], \(-Q\) [C] の点電荷が置かれている。 \(xy\) 平面上で電位が \(0\)V となる等電位線を表す図として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

極板Aと極板Bとの間に一定の直流電圧を加え、極板Bを接地した平行板コンデンサに関する記述 a～d として、正しいものの組合せを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 ただし、コンデンサの端効果は無視できるものとする。 a. 極板間の電位は、極板Aからの距離に対して反比例の関係で変化する。 b. 極板間の電界の強さは、極板Aからの距離に対して一定である。 c. 極板間の等電位線は、極板に対して平行である。 d. 極板間の電気力線は、極板に対して垂直である。

図のように、長い線状導体の一部が点Pを中心とする半径 \(r\) [m] の半円形になっている。この導体に電流 \(I\) [A] を流すとき、点Pに生じる磁界の大きさ \(H\) [A/m] はビオ・サバールの法則より求めることができる。 \(H\) 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。

図のように、磁極N, Sの間に中空球体鉄心を置くと、NからSに向かう磁束は、 ( ア ) ようになる。このとき、球体鉄心の中空部分（内部の空間）の点Aでは、磁束密度は極めて ( イ ) なる。これを ( ウ ) という。 ただし、磁極N, Sの間を通る磁束は、中空球体鉄心を置く前と置いた後とで変化しないものとする。 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。

図のように、内部抵抗 \(r=0.1\) \(\Omega\)、起電力 \(E=9\) V の電池4個を並列に接続した電源に抵抗 \(R=0.5\) \(\Omega\) の負荷を接続した回路がある。この回路において、抵抗 \(R=0.5\) \(\Omega\) 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。

図のような抵抗の直並列回路に直流電圧 \(E=5\) V を加えたとき、電流比 \(\dfrac{I_{2}}{I_{1}}\) 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。