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第三種電気主任技術者令和7年度 下期理論問 2

令和7年度 下期 第三種電気主任技術者 理論 問2

難度標準

図のように、真空中の 3 m 離れた 2 点 A、B にそれぞれ 3×10⁻⁷ C の正の点電荷がある。A 点と B 点とを結ぶ線分上の A 点から 1 m 離れた P 点に Q [C] の正の点電荷を置いたとき、その点電荷に B 点の方向に 5×10⁻³ N の力が働いた。この点電荷 Q の値 [C] として、最も近いものを次の (1)〜(5) のうちから一つ選べ。

ただし、真空中の誘電率を ε₀ = 8.85×10⁻¹² F/m とする。

問2の図表1

選択肢

解説

結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成

展開
結論Layer 1

クーロンの法則 F = Q₁Q₂ / (4πε₀r²) を使う。

詳細Layer 2
展開

比例定数: 1/(4πε₀) = 1/(4π × 8.85×10⁻¹²) ≒ 8.99×10⁹ N·m²/C²

補足Layer 3
展開

P 点の Q は正電荷なので、A、B の正電荷からそれぞれ反発力を受ける。

・A からの力(距離 1 m): P を A から遠ざける向き、つまり B の方向。

 F_A = 8.99×10⁹ × 3×10⁻⁷ × Q / 1² ≒ 2697Q [N]

・B からの力(距離 2 m): P を B から遠ざける向き、つまり A の方向。

 F_B = 8.99×10⁹ × 3×10⁻⁷ × Q / 2² ≒ 674Q [N]

B 方向を正とした合力:

F = F_A − F_B = 8.99×10⁹ × 3×10⁻⁷ × Q × (1 − 1/4) ≒ 2023Q [N]

これが 5×10⁻³ N なので、

Q = 5×10⁻³ / 2023 ≒ 2.47×10⁻⁶ C ≒ 2.5×10⁻⁶ C

よって正答は (3)。

各選択肢の解説

(1)

1.2×10⁻⁹

誤り。Q = 1.2×10⁻⁹ C のとき、B 方向の合力は約 2023 × 1.2×10⁻⁹ ≒ 2.4×10⁻⁶ N となり、題意の 5×10⁻³ N より約 3 桁小さい。

(2)

1.8×10⁻⁸

誤り。Q = 1.8×10⁻⁸ C のとき、B 方向の合力は約 2023 × 1.8×10⁻⁸ ≒ 3.6×10⁻⁵ N となり、題意の 5×10⁻³ N より約 2 桁小さい。

(3)

2.5×10⁻⁶

正しい。A からの反発力(B 方向)と B からの反発力(A 方向)の差 F = 8.99×10⁹ × 3×10⁻⁷ × Q × (1 − 1/4) を 5×10⁻³ N とおくと、Q ≒ 2.47×10⁻⁶ C となり、最も近い値である。

(4)

4.4×10⁻⁵

誤り。Q = 4.4×10⁻⁵ C のとき、B 方向の合力は約 2023 × 4.4×10⁻⁵ ≒ 8.9×10⁻² N となり、題意の 5×10⁻³ N より 1 桁以上大きい。

(5)

7.3×10⁻⁵

誤り。Q = 7.3×10⁻⁵ C のとき、B 方向の合力は約 2023 × 7.3×10⁻⁵ ≒ 1.5×10⁻¹ N となり、題意の 5×10⁻³ N より 1 桁以上大きい。

この解説は?
AI生成

解説は公式の問題文・公式解答を基に作成しています。 事実誤認・選択肢の取り違え・最新法令の反映漏れ等を含む可能性があるため、 重要な判断は必ずリンク先の公式資料でご確認ください。

最終更新:

出典:令和7年度下期第三種電気主任技術者試験 理論科目 問2。問題文・選択肢を読みやすく整形。

検証プロセス・誤り報告フローは 運営透明性レポートで公開しています。

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何が問われるか
本問の分野で問われる代表的な知識・用語の整理。
学習の進め方
正解/誤答の選択肢ごとに「なぜ正しい / なぜ違うのか」を1行ずつ言語化すると定着する。
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