第31回 臨床工学技士国家試験 午前 第50問
電気工学第31回午前
第31回 臨床工学技士国家試験 午前 第50問（電気工学）の正答は 3 です。負荷Rの消費電力が最大になるのは R＝内部抵抗r（＝5Ω） のとき（最大電力供給の条件）。
問題
起電力50 V、内部抵抗5 Ω の電池に負荷抵抗R を接続する。R を調節してR での消費電力を最大にしたときのR の消費電力［W］はどれか。
- 1. 25
- 2. 50
- 3. 125 ✓
- 4. 250
- 5. 500
正答：3番
次の問題から答えを隠して1問ずつ出題。答えはアプリの学習記録に残ります（登録不要） — 弱点分析・成績グラフはアプリで
この問題の正答率（MEカコモン利用者の実データ）
初回正答率 31.3%参考値
16人の初回解答から算出（2026年10月21日時点）。母数が少ないため参考値です
同じ利用者の2回目以降の解答は除外しています（再挑戦を含めると正答率は実力より高く出るため）。国家試験の公式発表値ではなく、MEカコモンで実際に解かれた記録にもとづく数値です。
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解説
■ 正答：3番 — 125
負荷Rの消費電力が最大になるのは R＝内部抵抗r（＝5Ω） のとき（最大電力供給の条件）。
- 電流 I＝E/(r＋R)＝50/(5＋5)＝5A
- 負荷の電力 P＝I²R＝5²×5＝125W（＝E²/(4r)＝2500/20）
【各選択肢の解説】
1. 25
❌ 誤り。正しくはR＝5Ωのとき P＝5²×5＝125W。
❌ 誤り。正しくはR＝5Ωのとき P＝5²×5＝125W。
2. 50
❌ 誤り。正しくはR＝5Ωのとき P＝5²×5＝125W。
❌ 誤り。正しくはR＝5Ωのとき P＝5²×5＝125W。
3. 125
✅ 正しい。P＝E²R/(r＋R)²はRがrより小さいと電流は大きいが抵抗が小さく、大きいと電流が小さくなるため、その間のR＝rで最大になる。P＝E²/(4r)＝125W。
✅ 正しい。P＝E²R/(r＋R)²はRがrより小さいと電流は大きいが抵抗が小さく、大きいと電流が小さくなるため、その間のR＝rで最大になる。P＝E²/(4r)＝125W。
4. 250
❌ 誤り。250Wは電池が出す電力の全体（E×I＝50×5）で、内部抵抗での損失125Wを含む。正しくは負荷Rの電力はその半分の125W。
❌ 誤り。250Wは電池が出す電力の全体（E×I＝50×5）で、内部抵抗での損失125Wを含む。正しくは負荷Rの電力はその半分の125W。
5. 500
❌ 誤り。500WはE²/rで、負荷を短絡したとき内部抵抗で消費される電力。正しくは負荷Rの最大電力はE²/(4r)＝125W。
❌ 誤り。500WはE²/rで、負荷を短絡したとき内部抵抗で消費される電力。正しくは負荷Rの最大電力はE²/(4r)＝125W。
【試験対策ポイント】
- 最大電力の条件：R＝r、P_max＝E²/(4r)
- このとき電源の全電力の半分が負荷、半分が内部抵抗で消費される＝効率50%
- 「負荷の電力最大」と「効率最大」は別物
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