第37回 臨床工学技士国家試験 午後 第46問
電気工学第37回午後
第37回 臨床工学技士国家試験 午後 第46問（電気工学）の正答は 4 です。図では、Aは左端、Bは右へa、Cは右へ2aの位置にある。
問題
図のように、真空中に置かれた無限に長い直線状導体A、B、C に電流 I［A］を流したところ、導体A に x 軸方向の力が働いた。導体A の長さ1 m の部分にかかる電磁力の大きさ［N］はどれか。
ただし、A、B、C は、xy 平面上の y 軸と平行に距離 a［m］を隔てて置かれており、真空の透磁率を μ₀［H/m］とする。
- 1. x 軸方向に－3μ₀I²/（4πa）
- 2. x 軸方向に－μ₀I²/（4πa）
- 3. 0
- 4. x 軸方向に μ₀I²/（4πa） ✓
- 5. x 軸方向に 3μ₀I²/（4πa）
正答：4番
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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 50%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：4番 — x 軸方向に μ₀I²/（4πa）
図では、Aは左端、Bは右へa、Cは右へ2aの位置にある。電流はAとBが下向き、Cが上向き。平行な電流の間の力は同じ向きなら引き合い、逆向きなら反発し、単位長さあたりの大きさは F＝μ₀I₁I₂／（2πr）である。
【計算】
- AとB（同じ向き・距離a）：引力。AはBの方へ＝＋x方向に μ₀I²／（2πa）＝2μ₀I²／（4πa）
- AとC（逆向き・距離2a）：反発。AはCから離れる方へ＝−x方向に μ₀I²／（2π·2a）＝μ₀I²／（4πa）
- 合力＝2μ₀I²／（4πa）− μ₀I²／（4πa）＝＋μ₀I²／（4πa）（x軸の正の向き）
【各選択肢の解説】
1. x 軸方向に－3μ₀I²/（4πa）
❌ 誤り。2つの力をどちらも−x向きとして足した値。正しくはBからの力は引力で＋x向きなので、合力は＋μ₀I²／（4πa）。
❌ 誤り。2つの力をどちらも−x向きとして足した値。正しくはBからの力は引力で＋x向きなので、合力は＋μ₀I²／（4πa）。
2. x 軸方向に－μ₀I²/（4πa）
❌ 誤り。大きさは合うが向きが逆で、引力と反発を取り違えた値。正しくは＋x向き。
❌ 誤り。大きさは合うが向きが逆で、引力と反発を取り違えた値。正しくは＋x向き。
3. 0
❌ 誤り。BとCは距離が違う（aと2a）ので力の大きさが違い、打ち消し合わない。正しくは＋μ₀I²／（4πa）が残る。
❌ 誤り。BとCは距離が違う（aと2a）ので力の大きさが違い、打ち消し合わない。正しくは＋μ₀I²／（4πa）が残る。
4. x 軸方向に μ₀I²/（4πa）
✅ 正しい（＝正答）。近いBからの引力（＋x）が、2倍離れたCからの反発（−x）の2倍の大きさなので、差が＋x向きに残る。
✅ 正しい（＝正答）。近いBからの引力（＋x）が、2倍離れたCからの反発（−x）の2倍の大きさなので、差が＋x向きに残る。
5. x 軸方向に 3μ₀I²/（4πa）
❌ 誤り。Cからの力も＋x向きとして足した値。正しくはCとは電流が逆向きなので反発で−x向き。
❌ 誤り。Cからの力も＋x向きとして足した値。正しくはCとは電流が逆向きなので反発で−x向き。
【試験対策ポイント】
- 平行電流間の力：F／L＝μ₀I₁I₂／（2πr）。距離が2倍なら力は1/2
- 同じ向き＝引力、逆向き＝反発（磁石の同極が反発するのと逆なので注意）
- 導線が3本以上なら、1本ずつの力を向きつきで足す
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