電験三種過去問検索

2022年度下期理論

理論問11

次の文章は、それぞれのダイオードについて述べたものである。
a. 可変容量ダイオードは、通信機器の同調回路などに用いられる。このダイオードは、pn接合に (ア) 電圧を加えて使用するものである。
b. pn接合に (イ) 電圧を加え、その値を大きくしていくと、降伏現象が起きる。この降伏電圧付近では、流れる電流が変化しても接合両端の電圧はほぼ一定に保たれる。定電圧ダイオードは、この性質を利用して所定の定電圧を得るようにつくられたダイオードである。
c. レーザダイオードは光通信や光情報機器の光源として利用され、pn接合に (ウ) 電圧を加えて使用するものである。

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。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2022年度下期理論

理論問12

図のように、z軸の正の向きに磁束密度 \( B=1.0\times10^{-3} \) Tの平等磁界が存在する真空の空間において、電気量 \( e=-4.0\times10^{-6} \) [C] の荷電粒子がyz平面上をy軸から60°の角度で①又は②の向きに速さ \( v \) [m/s] で発射された。この瞬間、荷電粒子に働くローレンツ力 \( F \) の大きさは \( 1.0\times10^{-8} \) [N]、その向きはx軸の正の向きであった。荷電粒子の速さに最も近い値 [m/s] とその向きの組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2022年度上期理論

理論問17(a)

図のように直列に接続された二つの平行平板コンデンサに \( 120 \mathrm{V} \) の電圧が加わっている。コンデンサ \( C_1 \) の金属板間は真空であり、コンデンサ \( C_2 \) の金属板間には比誘電率 \( \varepsilon_r \) の誘電体が挿入されている。コンデンサ \( C_1 \)、\( C_2 \) の金属板間の距離は等しく、\( C_1 \) の金属板の面積は \( C_2 \) の2倍である。このとき、コンデンサ \( C_1 \) の両端の電圧が \( 80 \mathrm{V} \) であった。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、コンデンサの端効果は無視できるものとする。

コンデンサ \( C_2 \) の誘電体の比誘電率の値として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2022年度下期理論

理論問17(a)

大きさが等しい二つの導体球A, Bがある。両導体球に電荷が蓄えられている場合、両導体球の間に働く力は、導体球に蓄えられている電荷の積に比例し、導体球間の距離の2乗に反比例する。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、両導体球の大きさは0.3mに比べて極めて小さいものとする。

この場合の比例定数を求める目的で、導体球Aに \( +2\times10^{-8} \) [C]、導体球Bに \( +3\times10^{-8} \) [C] の電荷を与えて、導体球の中心間距離で0.3m隔てて両導体球を置いたところ、両導体球間に \( 6\times10^{-5} \) [N] の反発力が働いた。この結果から求められる比例定数 [\( \mathrm{N\cdot m^2/C^2} \)] として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2022年度下期理論

理論問17(b)

大きさが等しい二つの導体球A, Bがある。両導体球に電荷が蓄えられている場合、両導体球の間に働く力は、導体球に蓄えられている電荷の積に比例し、導体球間の距離の2乗に反比例する。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、両導体球の大きさは0.3mに比べて極めて小さいものとする。

小問(a)の導体球A, Bを、電荷を保持したままで0.3mの距離を隔てて固定した。ここで、導体球A, Bと大きさが等しく電荷を持たない導体球Cを用意し、導体球Cをまず導体球Aに接触させ、次に導体球Bに接触させた。この導体球Cを図のように導体球Aと導体球Bの間の直線上に置くとき、導体球Cが受ける力が釣り合う位置を導体球Aとの中心間距離[m]で表したとき、その距離に最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2022年度上期理論

理論問17(b)

図のように直列に接続された二つの平行平板コンデンサに \( 120 \mathrm{V} \) の電圧が加わっている。コンデンサ \( C_1 \) の金属板間は真空であり、コンデンサ \( C_2 \) の金属板間には比誘電率 \( \varepsilon_r \) の誘電体が挿入されている。コンデンサ \( C_1 \)、\( C_2 \) の金属板間の距離は等しく、\( C_1 \) の金属板の面積は \( C_2 \) の2倍である。このとき、コンデンサ \( C_1 \) の両端の電圧が \( 80 \mathrm{V} \) であった。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、コンデンサの端効果は無視できるものとする。

\( C_1 \) の静電容量が \( 30 \mathrm{\mu F} \) のとき、\( C_1 \) と \( C_2 \) の合成容量の値 \(\mathrm{[\mu F]}\) として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2022年度下期理論

理論問18(a)

図1の回路は、電流帰還バイアス回路に結合容量を介して、微小な振幅の交流電圧を加えている。この入力電圧の振幅が \( A_{i}=100 \mathrm{mV} \)、角周波数が \( \omega=10000 \mathrm{rad/s} \) で、時刻 \( t \) [s] に対して \( v_{i}(t)=A_{i}\sin \omega t \) と表されるとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

次の文章は、電圧 \( v_{B}(t) \) に関する記述である。
トランジスタのベース端子に流れ込む電流 \( i_{B}(t) \) が十分に小さいとき、ベース端子を切り離しても2kΩの抵抗の電圧は変化しない。そこで、図2の回路で考え、さらに重ね合わせの理を用いることで、電圧 \( v_{B}(t) \) を求める。まず、\( v_{i}(t)=0 \mathrm{V} \) とすることで、直流電圧 \( V_{B} = (\text{ア}) \) Vが求められる。次に、直流電圧源の値を0Vとし、コンデンサのインピーダンスが2kΩより十分に小さいと考えると、交流電圧 \( v_{B}(t) \) の振幅 \( A_{B} \approx (\text{イ}) \) mVと初期位相 \( \theta_{B} \approx (\text{ウ}) \) rad が求められる。
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、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2022年度下期理論

理論問18(b)

図1の回路は、電流帰還バイアス回路に結合容量を介して、微小な振幅の交流電圧を加えている。この入力電圧の振幅が \( A_{i}=100 \mathrm{mV} \)、角周波数が \( \omega=10000 \mathrm{rad/s} \) で、時刻 \( t \) [s] に対して \( v_{i}(t)=A_{i}\sin \omega t \) と表されるとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

図1の回路の電圧 \( v_{C}(t) \) を求め、適当な定数 \( V_{C}, A_{C}, \theta_{C} \) を用いて \( v_{C}(t)=V_{C}+A_{C}\sin(\omega t+\theta_{C}) \) と表すとき、\( V_{C}, A_{C}, \theta_{C} \) に最も近い値の組合せを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
ただし、ベース・エミッタ間電圧は常に0.7Vであると近似して考えてよい。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2021年度理論

理論問1

次の文章は、平行板コンデンサに関する記述である。

図のように、同じ寸法の直方体で誘電率の異なる二つの誘電体 (比誘電率 \(\varepsilon_{r1}\) の誘電体1と比誘電率 \(\varepsilon_{r2}\) の誘電体2) が平行板コンデンサに充填されている。極板間は一定の電圧 \(V\) [V] に保たれ、極板Aと極板Bにはそれぞれ \(+Q\) [C] と \(-Q\) [C] (\(Q>0\)) の電荷が蓄えられている。誘電体1と誘電体2は平面で接しており、その境界面は極板に対して垂直である。ただし、端効果は無視できるものとする。

この平行板コンデンサにおいて、極板A, Bに平行な誘電体1, 誘電体2の断面をそれぞれ面 \(S_{1}\), 面 \(S_{2}\) (面 \(S_{1}\) と面 \(S_{2}\) の断面積は等しい) とすると、面 \(S_{1}\) を貫く電気力線の総数 (任意の点の電気力線の密度は、その点での電界の大きさを表す) は、面 \(S_{2}\) を貫く電気力線の総数の (ア) 倍である。面 \(S_{1}\) を貫く電束の総数は面 \(S_{2}\) を貫く電束の総数の (イ) 倍であり、面 \(S_{1}\) と面 \(S_{2}\) を貫く電束の数の総和は (ウ) である。

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。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2021年度理論

理論問2

二つの導体小球がそれぞれ電荷を帯びており、真空中で十分な距離を隔てて保持されている。ここで、真空の空間を、比誘電率2の絶縁体の液体で満たしたとき、小球の間に作用する静電力に関する記述として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2021年度理論

理論問3

次の文章は、強磁性体の応用に関する記述である。

磁界中に強磁性体を置くと、周囲の磁束は、磁束が (ア) 強磁性体の (イ) を通るようになる。このとき、強磁性体を中空にしておくと、中空の部分には外部の磁界の影響がほとんど及ばない。このように、強磁性体でまわりを囲んで、磁界の影響が及ばないようにすることを (ウ) という。

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。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2021年度理論

理論問4

次の文章は、電磁誘導に関する記述である。

図のように、コイルと磁石を配置し、磁石の磁束がコイルを貫いている。

1. スイッチSを閉じた状態で磁石をコイルに近づけると、コイルには (ア) の向きに電流が流れる。
2. コイルの巻数が200であるとする。スイッチSを開いた状態でコイルの断面を貫く磁束を \(0.5\) s の間に \(10\) mWb だけ直線的に増加させると、磁束鎖交数は (イ) Wb だけ変化する。また、この \(0.5\) s の間にコイルに発生する誘導起電力の大きさは (ウ) Vとなる。ただし、コイル断面の位置によらずコイルの磁束は一定とする。

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。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2021年度理論

理論問9

実効値 \(V\) [V], 角周波数 \(\omega\) [rad/s] の交流電圧源、\(R\) [\(\Omega\)] の抵抗 \(R\), インダクタンス \(L\) [H] のコイル \(L\), 静電容量 \(C\) [F] のコンデンサ \(C\) からなる共振回路に関する記述として、正しいものと誤りのものの組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

(a) RLC直列回路の共振状態において、LとCの端子間電圧の大きさはともに0である。
(b) RLC並列回路の共振状態において、LとCに電流は流れない。
(c) RLC直列回路の共振状態において交流電圧源を流れる電流は、RLC並列回路の共振状態において交流電圧源を流れる電流と等しい。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2021年度理論

理論問11

半導体に関する記述として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2021年度理論

理論問12

図のように、\(x\) 方向の平等電界 \(E\) [V/m], \(y\) 方向の平等磁界 \(H\) [A/m] が存在する真空の空間において、電荷 \(-e\) [C], 質量 \(m\) [kg] をもつ電子が \(z\) 方向の初速度 \(v\) [m/s] で放出された。この電子が等速直線運動をするとき、\(v\) 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。ただし、真空の誘電率を \(\varepsilon_{0}\) [F/m], 真空の透磁率を \(\mu_{0}\) [H/m] とし、重力の影響を無視する。また、電子の質量は変化しないものとする。図中の \(\odot\) は紙面に垂直かつ手前の向きを表す。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2021年度理論

理論問13

図は、電界効果トランジスタ (FET) を用いたソース接地増幅回路の簡易小信号交流等価回路である。この回路の電圧増幅度 \(A_{v}=\left| \dfrac{v_{o}}{v_{i}} \right|\) を近似する式として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし、図中の S, G, D はそれぞれソース、ゲート、ドレインであり、\(v_{i}\) [V], \(v_{gs}\) [V], \(v_{o}\) [V] は各部の電圧, \(g_{m}\) [S] は FET の相互コンダクタンスである。また、抵抗 \(r_{d}\) [\(\Omega\)] は抵抗 \(R_{L}\) [\(\Omega\)] に比べて十分大きいものとする。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2021年度理論

理論問17(a)

(選択問題)
図のように、極板間の厚さ \(d\) [m], 表面積 \(S\) [m\(^2\)] の平行板コンデンサAとBがある。コンデンサAの内部は、比誘電率と厚さが異なる3種類の誘電体で構成され、極板と各誘電体の水平方向の断面積は同一である。コンデンサBの内部は、比誘電率と水平方向の断面積が異なる3種類の誘電体で構成されている。コンデンサAの各誘電体内部の電界の強さをそれぞれ \(E_{A1}, E_{A2}, E_{A3}\), コンデンサBの各誘電体内部の電界の強さをそれぞれ \(E_{B1}, E_{B2}, E_{B3}\) とし、端効果, 初期電荷及び漏れ電流は無視できるものとする。また、真空の誘電率を \(\varepsilon_{0}\) [F/m] とする。両コンデンサの上側の極板に電圧 \(V\) [V] の直流電源を接続し、下側の極板を接地した。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

コンデンサA構成: 上から順に \(\varepsilon_{r}=2\) (厚さ \(d/6\)), \(\varepsilon_{r}=3\) (厚さ \(d/3\)), \(\varepsilon_{r}=6\) (厚さ \(d/2\))。
コンデンサB構成: 左から順に \(\varepsilon_{r}=2\) (面積 \(S/6\)), \(\varepsilon_{r}=3\) (面積 \(S/3\)), \(\varepsilon_{r}=6\) (面積 \(S/2\))。厚さは全て \(d\)。

コンデンサAにおける各誘電体内部の電界の強さの大小関係とその中の最大値の組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2021年度理論

理論問17(b)

(選択問題)
図のように、極板間の厚さ \(d\) [m], 表面積 \(S\) [m\(^2\)] の平行板コンデンサAとBがある。コンデンサAの内部は、比誘電率と厚さが異なる3種類の誘電体で構成され、極板と各誘電体の水平方向の断面積は同一である。コンデンサBの内部は、比誘電率と水平方向の断面積が異なる3種類の誘電体で構成されている。コンデンサAの各誘電体内部の電界の強さをそれぞれ \(E_{A1}, E_{A2}, E_{A3}\), コンデンサBの各誘電体内部の電界の強さをそれぞれ \(E_{B1}, E_{B2}, E_{B3}\) とし、端効果, 初期電荷及び漏れ電流は無視できるものとする。また、真空の誘電率を \(\varepsilon_{0}\) [F/m] とする。両コンデンサの上側の極板に電圧 \(V\) [V] の直流電源を接続し、下側の極板を接地した。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

コンデンサA構成: 上から順に \(\varepsilon_{r}=2\) (厚さ \(d/6\)), \(\varepsilon_{r}=3\) (厚さ \(d/3\)), \(\varepsilon_{r}=6\) (厚さ \(d/2\))。
コンデンサB構成: 左から順に \(\varepsilon_{r}=2\) (面積 \(S/6\)), \(\varepsilon_{r}=3\) (面積 \(S/3\)), \(\varepsilon_{r}=6\) (面積 \(S/2\))。厚さは全て \(d\)。

コンデンサA全体の蓄積エネルギーは、コンデンサB全体の蓄積エネルギーの何倍か、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2021年度理論

理論問18(a)

(選択問題)
発振回路について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

図1は、ある発振回路のコンデンサを開放し、同時にコイルを短絡した、直流分を求めるための回路図である。図中の電圧 \(V_{C}\) [V] 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、図中の \(V_{BE}\) 並びにエミッタ接地トランジスタの直流電流増幅率 \(h_{FE}\) をそれぞれ \(V_{BE}=0.6\) V, \(h_{FE}=100\) とする。
(回路定数: \(V_{CC}=9\) V, ブリーダ抵抗上 \(6.8\) k\(\Omega\), 下 \(3.0\) k\(\Omega\), コレクタ抵抗 \(2.1\) k\(\Omega\), エミッタ抵抗 \(1.4\) k\(\Omega\))

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2021年度理論

理論問18(b)

(選択問題)
発振回路について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

図2は、ある発振回路のトランジスタに接続されている、電極間のリアクタンスを示している。この回路が発振するとき、発振周波数 \(f_{0}\) [kHz] はどの程度の大きさになるか、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
(回路定数: \(L=5 \mu\)H, コンデンサ2つが直列で \(1 \mu\)F ずつ)

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量