第39回 臨床工学技士国家試験 午前 第46問
電気工学第39回午前
第39回 臨床工学技士国家試験 午前 第46問(電気工学)の正答は 2 です。一様な電界で電荷を動かすとき、電界がする仕事は電界の向きに進んだ距離だけで決まる。
問題
図のような一様な電界E = 2.0 × 10³ V/m の平面において、単位正電荷(+1 C)が点A から点B まで1.0 m 移動した。このとき電界がした仕事[J]はどれか。
- 1. 5.0 × 10²
- 2. 1.0 × 10³ ✓
- 3. 2.0 × 10³
- 4. 2.5 × 10³
- 5. 5.0 × 10³
正答:2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 48.8%難問
43人の初回解答から算出(2026年10月21日時点)
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:2番 — 1.0 × 10³
一様な電界で電荷を動かすとき、電界がする仕事は電界の向きに進んだ距離だけで決まる。図ではABが電界Eと60°をなすので、電界方向の移動距離は d cos60°。
途中式:
W = qEd cosθ = 1 × (2.0 × 10³) × 1.0 × cos60°
= 2.0 × 10³ × 0.5 = 1.0 × 10³ J
【各選択肢の解説】
1. 5.0 × 10²
❌ 誤り。cosθ=0.25に当たる値で、60°とは合わない。正しくは、cos60°=0.5を掛けて1.0 × 10³ J。
❌ 誤り。cosθ=0.25に当たる値で、60°とは合わない。正しくは、cos60°=0.5を掛けて1.0 × 10³ J。
2. 1.0 × 10³
✅ 正しい。電界方向の移動距離は1.0 × 0.5=0.5 mで、W=1 × 2.0 × 10³ × 0.5=1.0 × 10³ J。
✅ 正しい。電界方向の移動距離は1.0 × 0.5=0.5 mで、W=1 × 2.0 × 10³ × 0.5=1.0 × 10³ J。
3. 2.0 × 10³
❌ 誤り。電界と平行に1.0 m動いた(cos0°=1)ときの値で、60°の傾きを無視している。正しくは1.0 × 10³ J。
❌ 誤り。電界と平行に1.0 m動いた(cos0°=1)ときの値で、60°の傾きを無視している。正しくは1.0 × 10³ J。
4. 2.5 × 10³
❌ 誤り。cosθは1を超えないので、qEd=2.0 × 10³ Jより大きい値にはならない。正しくは1.0 × 10³ J。
❌ 誤り。cosθは1を超えないので、qEd=2.0 × 10³ Jより大きい値にはならない。正しくは1.0 × 10³ J。
5. 5.0 × 10³
❌ 誤り。qEd(2.0 × 10³ J)より大きく、ありえない値である。正しくは1.0 × 10³ J。
❌ 誤り。qEd(2.0 × 10³ J)より大きく、ありえない値である。正しくは1.0 × 10³ J。
【試験対策ポイント】
- 電界がする仕事 W = qEd cosθ = qV(V=Ed cosθ は AB間の電位差)
- 電界と直交する移動(θ=90°)では仕事は0
- 一様電界 E[V/m]は1 mあたりの電位差
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