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電気工事士試験 · 学習ガイド

令和3年度第一種電気工事士筆記試験【午後】の問題・解答解説

学科(旧称:筆記)の問題と公式解答を種別・年度・期・午前午後で区別しています。CBTの出題例は過去の筆記試験とは別種別です。技能の課題は学科と分けて収録しています。

令和3年度第一種電気工事士筆記試験【午後】の概要
30:00

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クーロンの法則による静電気力の比例関係

電気理論 · クーロンの法則 / 静電気力 / 電磁気学

真空中または空気中において、距離 r [m] 離れた2つの点電荷 +Q [C] と -Q [C] の間に働く静電気力(クーロン力)F [N] の大きさが何に比例するかを問う問題である。

解答・解説を表示

解答

ハ

解説

クーロンの法則によれば、2つの点電荷間に働く静電気力の大きさは、両電荷の電気量の積に比例し、電荷間の距離の2乗に反比例します。符号が異なる電荷同士には吸引力(引き合う力)が働きます。

解き方

  1. クーロンの法則の基本公式 F = k × (|q1・q2| / r^2) を確認する。
  2. 与えられた点電荷の大きさ |q1| = Q、|q2| = Q を代入すると、力の大きさは F = k × (Q^2 / r^2) となる。
  3. したがって、力 F は Q^2 / r^2 に比例することが導かれる。
選択肢 イ不正解
分子の電荷の積が Q ではなく Q^2 となるため誤りです。
選択肢 ロ不正解
分子が Q^2 でなく、分母も距離の2乗 r^2 に反比例していないため誤りです。
選択肢 ハ正解
クーロンの法則より、力 F は両電荷の積 Q^2 に比例し距離の2乗 r^2 に反比例(Q^2 / r^2 に比例)するため正しいです。
選択肢 ニ不正解
分母の距離が2乗になっておらず、r の1乗になっているため誤りです。

覚えるポイント

  • クーロン力は電荷の積に比例し、距離の2乗に反比例する(逆2乗の法則)。

間違えやすいところ

  • 電界の強さ E = k・Q/r^2 や電位 V = k・Q/r の公式と混同して分子を Q と間違えるミスが多いです。

出題の前提:電気理論の基礎公式(クーロンの法則)に基づく出題です。

出典:電気技術者試験センター『令和3年度第一種電気工事士筆記試験【午後】』
公式問題 p.3 ↗(www.shiken.or.jp)

令和3年度第一種電気工事士筆記試験【午後】

参照した公式資料

電気技術者試験センターが公開した令和3年度第一種電気工事士筆記試験【午後】の問題・解答資料です。