第34回 臨床工学技士国家試験 午前 第47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47問(電気工学)の正答は 1 です。無限長ソレノイド内部の磁束密度 B=µ₀nI は場所によらず一様(外部はゼロ)。
問題
磁気の性質について正しいのはどれか。
- 1. 無限に長いソレノイドでは内部の磁束密度は一様である。 ✓
- 2. 有限長のソレノイドでは外部に一様な磁界が存在する。
- 3. 一回巻き円形コイルの中心における磁界の大きさは、円形コイルの半径の2 乗 に反比例する。
- 4. 直線電流によって生じる磁界の大きさは、電流からの距離の2 乗に反比例す る。
- 5. 永久磁石に使用する磁性体の比透磁率は約1 である。
正答:1番
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解説
■ 正答:1番 — 無限に長いソレノイドでは内部の磁束密度は一様である。
無限長ソレノイド内部の磁束密度 B=µ₀nI は場所によらず一様(外部はゼロ)。よって1番が正しい。
【各選択肢の解説】
1. 無限に長いソレノイドでは内部の磁束密度は一様である。
→ ✅正しい。内部は一様、外部はほぼ0。
2. 有限長のソレノイドでは外部に一様な磁界が存在する。
→ ❌誤り。外部の磁界は一様ではなく、端部でもれて分布する。
3. 一回巻き円形コイルの中心における磁界の大きさは、半径の2乗に反比例する。
→ ❌誤り。H=I/2r で半径に反比例(1乗)。
4. 直線電流によって生じる磁界の大きさは、電流からの距離の2乗に反比例する。
→ ❌誤り。H=I/2πr で距離に反比例(1乗)。
5. 永久磁石に使用する磁性体の比透磁率は約1である。
→ ❌誤り。強磁性体は比透磁率が非常に大きい。比透磁率≒1は空気・非磁性体。
【試験対策ポイント】
磁界の基本式:無限直線電流 H=I/2πr(距離に反比例)、円形コイル中心 H=I/2r(半径に反比例)、無限長ソレノイド内部 H=nI(一様・外部0)。距離依存が「1乗(磁界)」か「2乗」かの引っかけが頻出。強磁性体(鉄・フェライト)の比透磁率は数百〜数万、空気・生体は≒1。
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