MEカコモン臨床工学技士国家試験 過去問・解説

第34回 臨床工学技士国家試験 午前 第46問

電気工学第34回午前

第34回 臨床工学技士国家試験 午前 第46問(電気工学)の正答は 4 です。クーロン力 F=k・qₐ・q_B/r²。

問題
真空中に1 C(クーロン)の点電荷A と2 C の点電荷B が1 m の距離で存 在する。正しいのはどれか。
  1. 1. B の受ける力は、A の受ける力の2 倍である。
  2. 2. B の受ける力の方向は、A、B を結ぶ直線に垂直である。
  3. 3. A、B 間の距離を0.5 m にすると、B の受ける力は2 倍になる。
  4. 4. A の電荷量を2 倍にすると、A 及びB の受ける力は2 倍になる。
  5. 5. A 及びB の電荷量を両方とも2 倍にしても、A の受ける力は変わらない。

正答:4番

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解説
■ 正答:4番 — Aの電荷量を2倍にすると、A及びBの受ける力は2倍になる。

クーロン力 F=k・qₐ・q_B/r²。qₐを2倍にすると力は2倍になり、作用反作用によりA・B双方が同じ大きさの力を受ける。よって4番が正しい。


【各選択肢の解説】

1. Bの受ける力は、Aの受ける力の2倍である。

→ ❌誤り。作用・反作用の法則により両者の力は大きさが等しい(電荷量が違っても同じ)。

2. Bの受ける力の方向は、A、Bを結ぶ直線に垂直である。

→ ❌誤り。クーロン力はA・Bを結ぶ直線方向(同符号なら反発)に働く。

3. A、B間の距離を0.5mにすると、Bの受ける力は2倍になる。

→ ❌誤り。距離が半分→力は1/r²で4倍になる。

4. Aの電荷量を2倍にすると、A及びBの受ける力は2倍になる。

→ ✅正しい。F∝qₐq_B。片方を2倍→力2倍、両者とも同じ大きさ。

5. A及びBの電荷量を両方とも2倍にしても、Aの受ける力は変わらない。

→ ❌誤り。両方2倍→積が4倍→力は4倍になる。


【試験対策ポイント】

クーロンの法則 F=(1/4πε₀)・q₁q₂/r²。要点は①力は距離の2乗に反比例(距離1/2で4倍、2倍で1/4)、②電荷の積に比例(片方2倍で2倍、両方2倍で4倍)、③作用反作用で両電荷が受ける力の大きさは等しい、④力の向きは両電荷を結ぶ直線上。

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