令和2年度(2020年):第三種電気主任技術者試験(理論)問2
四本の十分に長い導体円柱①~④が互いに平行に保持されている。
①~④は等しい直径を持ち、図の紙面を貫く方向に単位長さあたりの電気量+Q[C/m]又は-Q[C/m]で均一に帯電している。ただし、Q>0とし、①の帯電電荷は正電荷とする。円柱の中心軸と垂直な面内の電気力線の様子を図に示す。ただし、電気力線の向きは示していない。このとき、①~④が帯びている単位長さあたりの電気量の組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
① ② ③ ④ (1) +Q +Q +Q +Q (2) +Q +Q -Q -Q (3) +Q -Q +Q +Q (4) +Q -Q -Q -Q (5) +Q +Q +Q -Q
動画解説
過去問解説記事(2020年理論問2)
図に電気力線が描かれているので、まずは電気力線の特徴を把握しておきましょう!
電気力線の特徴
正電荷から出た電気力線が負電荷に入る
(正電荷同士、負電荷同士は繋がらない)
問題文より①は正電荷です。
図の電気力線を見てみると、①と③、①と④の電気力線が繋がっているので、電気力線の特徴より、③と④は負電荷となります。
続いて、②と③、②と④の電気力線が繋がっているので、電気力線の特徴より、②は正電荷となります。
したがって、(2)が正解です。
他にも、電気力線には特徴があるので、覚えておいた方が良い特徴を下記に記載しておきます。
覚えておくと良いかも
- 電気力線同士は交わらない
- 等電位面に直交する
- 導体内部に電気力線は無い(導体内部の電界がゼロ)