電験三種過去問検索

2020年度理論

理論問1

図のように、紙面に平行な平面内の平等電界 \(E\) [V/m]中で2Cの点電荷を点Aから点Bまで移動させ、さらに点Bから点Cまで移動させた。この移動に、外力による仕事 \(W=14\)Jを要した。点Aの電位に対する点Bの電位 \(V_{BA}\) [V]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、点電荷の移動はゆっくりであり、点電荷の移動によってこの平等電界は乱れないものとする。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2020年度理論

理論問2

四本の十分に長い導体円柱①～④が互いに平行に保持されている。①～④は等しい直径を持ち、図の紙面を貫く方向に単位長さあたりの電気量 \(+Q\) [C/m]又は \(-Q\) [C/m] で均一に帯電している。ただし、\(Q>0\)とし、①の帯電電荷は正電荷とする。円柱の中心軸と垂直な面内の電気力線の様子を図に示す。ただし、電気力線の向きは示していない。このとき、①～④が帯びている単位長さあたりの電気量の組合せとして、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

2020年度理論

理論問8

図のように、静電容量2µFのコンデンサ, \(R\) [Ω]の抵抗を直列に接続した。この回路に、正弦波交流電圧10V, 周波数1000Hzを加えたところ、電流 0.1A が流れた。抵抗 \(R\) の値 [Ω] 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

2020年度理論

理論問9

図のように、\(R\) [Ω]の抵抗、インダクタンス \(L\) [H]のコイル、静電容量 \(C\) [F]のコンデンサと電圧 \(V\) [V]、角周波数 \(\omega\) [rad/s]の交流電源からなる二つの回路 AとBがある。両回路においてそれぞれ \(\omega^{2}LC=1\) が成り立つとき、各回路における図中の電圧ベクトルと電流ベクトルの位相の関係として、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、ベクトル図における進み方向は反時計回りとする。

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2020年度理論

理論問10

図の回路のスイッチを閉じたあとの電圧 \(v(t)\) の波形を考える。破線から左側にテブナンの定理を適用することで、回路の時定数 \(\tau\) [s] と \(v(t)\) の最終値 [V]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、初めスイッチは開いており、回路は定常状態にあったとする。
（回路定数：電源10V、直列抵抗3Ω、並列抵抗1Ω、並列コンデンサ1F）

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2020年度理論

理論問11

次の文章は、可変容量ダイオード(バリキャップやバラクタダイオードともいう)に関する記述である。
可変容量ダイオードとは、図に示す原理図のように (ア) 電圧 \(V\) [V]を加えると静電容量が変化するダイオードである。p形半導体とn形半導体を接合すると、p形半導体のキャリヤ(図中の●印)とn形半導体のキャリヤ(図中の○印)が pn 接合面付近で拡散し、互いに結合すると消滅して (イ) と呼ばれるキャリヤがほとんど存在しない領域が生じる。可変容量ダイオードに (ア) 電圧を印加し、その大きさを大きくすると、(イ) の領域の幅 \(d\) が (ウ) なり、静電容量の値は (エ) なる。この特性を利用して可変容量ダイオードは (オ) などに用いられている。

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。

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2020年度理論

理論問12

次のような実験を真空の中で行った。
まず、箔検電器の上部アルミニウム電極に電荷 \(Q\) [C] を与えたところ、箔が開いた状態になった。次に、箔検電器の上部電極に赤外光、可視光,紫外光の順に光を照射したところ、紫外光を照射したときに箔が閉じた。ただし、赤外光,可視光、紫外光の強度はいずれも上部電極の温度をほとんど上昇させない程度であった。
この実験から分かることとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

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2020年度理論

理論問17(a)

図のように、誘電体の種類、比誘電率, 絶縁破壊電界, 厚さがそれぞれ異なる三つの平行板コンデンサ①～③がある。
（表のデータ：
① 厚さ4.0mm, 比誘電率2, 絶縁破壊電界10 kV/mm
② 厚さ1.0mm, 比誘電率4, 絶縁破壊電界20 kV/mm
③ 厚さ0.5mm, 比誘電率8, 絶縁破壊電界50 kV/mm
）

各平行板コンデンサへの印加電圧の大きさが同一のとき、極板間の電界の強さの大きい順として、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

2020年度理論

理論問17(b)

図のように、誘電体の種類、比誘電率, 絶縁破壊電界, 厚さがそれぞれ異なる三つの平行板コンデンサ①～③がある。
（表のデータ：
① 厚さ4.0mm, 比誘電率2, 絶縁破壊電界10 kV/mm
② 厚さ1.0mm, 比誘電率4, 絶縁破壊電界20 kV/mm
③ 厚さ0.5mm, 比誘電率8, 絶縁破壊電界50 kV/mm
）

各平行板コンデンサへの印加電圧をそれぞれ徐々に上昇し、極板間の電界の強さが絶縁破壊電界に達したときの印加電圧(絶縁破壊電圧)の大きさの大きい順として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

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2019年度理論

理論問1

図のように、真空中に点P、点A、点Bが直線上に配置されている。点Pは \(Q\)[C]の点電荷を置いた点とし、A-B間に生じる電位差の絶対値を \(|V_{AB}|\) [V]とする。次の(a)〜(d)の四つの実験を個別に行ったとき、 \(|V_{AB}|\) [V]の値が最小となるものと最大となるものの実験の組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

[実験内容]
(a) P-A間の距離を2m, A-B間の距離を1mとした。
(b) P-A間の距離を1m, A-B間の距離を2mとした。
(c) P-A間の距離を0.5m, A-B間の距離を1mとした。
(d) P-A間の距離を1m, A-B間の距離を0.5mとした。

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2019年度理論

理論問2

図のように、極板間距離 \(d\) [mm]と比誘電率 \(\varepsilon_r\) が異なる平行板コンデンサが接続されている。極板の形状と大きさは全て同一であり、コンデンサの端効果、初期電荷及び漏れ電流は無視できるものとする。印加電圧を10kV とするとき、図中の二つのコンデンサ内部の電界の強さ \(E_{A}\) 及び \(E_{B}\) の値 [kV/mm] 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。

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2019年度理論

理論問7

図のように、三つの抵抗 \(R_{1}\) [\(\Omega\)], \(R_{2}\) [\(\Omega\)], \(R_{3}\) [\(\Omega\)] とインダクタンス \(L\) [H]のコイルと静電容量 \(C\) [F]のコンデンサが接続されている回路に \(V\) [V]の直流電源が接続されている。定常状態において直流電源を流れる電流の大きさを表す式として、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

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2019年度理論

理論問8

図の回路において、正弦波交流電源と直流電源を流れる電流 \(I\) の実効値[A]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、 \(E_{a}\) は交流電圧の実効値 [V], \(E_{d}\) は直流電圧の大きさ [V], \(X_{c}\) は正弦波交流電源に対するコンデンサの容量性リアクタンスの値 [\(\Omega\)], \(R\) は抵抗値 [\(\Omega\)] とする。
\(R=10\Omega\), \(X_{c}=10\Omega\), \(E_{a}=100\) V, \(E_{d}=100\) V

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2019年度理論

理論問10

図のように、電圧1kVに充電された静電容量 100µF のコンデンサ、抵抗 1k\(\Omega\)、スイッチからなる回路がある。スイッチを閉じた直後に過渡的に流れる電流の時定数 \(\tau\) の値 [s]と、スイッチを閉じてから十分に時間が経過するまでに抵抗で消費されるエネルギー \(W\) の値 [J]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。

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2019年度理論

理論問11

次の文章は、太陽電池に関する記述である。
太陽光のエネルギーを電気エネルギーに直接変換するものとして、半導体を用いた太陽電池がある。p形半導体とn形半導体によるpn接合を用いているため、構造としては (ア) と同じである。太陽電池に太陽光を照射すると、半導体の中で負の電気をもつ電子と正の電気をもつ (イ) が対になって生成され、電子はn形半導体の側に、 (イ) はp形半導体の側に、それぞれ引き寄せられる。その結果、p形半導体に付けられた電極がプラス極, n形半導体に付けられた電極がマイナス極となるように起電力が生じる。両電極間に負荷抵抗を接続すると太陽電池から取り出された電力が負荷抵抗で消費される。その結果、負荷抵抗を接続する前に比べて太陽電池の温度は (ウ)。

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。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2019年度理論

理論問12

図のように、極板間の距離 \(d\) [m]の平行板導体が真空中に置かれ、極板間に強さ \(E\) [V/m]の一様な電界が生じている。質量 \(m\) [kg]、電荷量 \(q (>0)\) [C]の点電荷が正極から放出されてから、極板間の中心 \(\frac{d}{2}\) [m]に達するまでの時間 \(t\) [s]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、点電荷の速度は光速より十分小さく、初速度は0m/s とする。また、重力の影響は無視できるものとし、平行板導体は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

2019年度理論

理論問15(a)

図のように、平らで十分大きい導体でできた床から高さ \(h\) [m]の位置に正の電気量 \(Q\) [C]をもつ点電荷がある。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、点電荷から床に下ろした垂線の足を点O、床より上側の空間は真空とし、床の導体は接地されている。真空の誘電率を \(\varepsilon_{0}\) [F/m] とする。

床より上側の電界は、点電荷のつくる電界と、床の表面に静電誘導によって現れた面電荷のつくる電界との和になる。床より上側の電気力線の様子として、適切なものを次の(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

2019年度理論

理論問15(b)

図のように、平らで十分大きい導体でできた床から高さ \(h\) [m]の位置に正の電気量 \(Q\) [C]をもつ点電荷がある。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、点電荷から床に下ろした垂線の足を点O、床より上側の空間は真空とし、床の導体は接地されている。真空の誘電率を \(\varepsilon_{0}\) [F/m] とする。

点電荷は床表面に現れた面電荷から鉛直方向の静電吸引力 \(F\) [N] を受ける。その力は床のない状態で点Oに対して点電荷と対称な位置に固定した電気量 \(-Q\) [C]の点電荷から受ける静電力に等しい。\(F\) [N]に逆らって、点電荷を高さ \(h\) [m] から \(z\) [m] (ただし \(h < z\)) まで鉛直方向に引き上げるのに必要な仕事 \(W\) [J]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。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2019年度理論

理論問16(a)

図のように線間電圧 200V、周波数50Hzの対称三相交流電源にRLC負荷が接続されている。\(R=10 \Omega\)、電源角周波数を \(\omega\) [rad/s] として、 \(\omega L=10 \Omega\)、\(\dfrac{1}{\omega C}=20 \Omega\) である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

電源電流 \(I\) の値 [A]

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2019年度理論

理論問16(b)

図のように線間電圧 200V、周波数50Hzの対称三相交流電源にRLC負荷が接続されている。\(R=10 \Omega\)、電源角周波数を \(\omega\) [rad/s] として、 \(\omega L=10 \Omega\)、\(\dfrac{1}{\omega C}=20 \Omega\) である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

三相負荷の有効電力の値 [kW]

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量