問題1
電気回路において、電圧V、電流A、電気抵抗Ωの大きさの関係を示した法則はどれか
オームの法則が正解です
オ－ムの法則の内容を具体的に示すと以下の通りです。
- (電圧)=(電流)×(抵抗)
- (電流)=(電圧)/(抵抗)
- (抵抗)=(電圧)/(電流)
オ－ムの法則は電気回路の分野ではほぼ必ず出る分野であり、大切なので押さえておきましょう。
問題2
磁力の向きと電流の向きは右ねじの回す向きと動く向きに対応していることを何というか
右ねじの法則が正解です
右ネジの法則は、問題の通り右ネジの向きに対応しているのですが、試験中は右ネジは持ち込めないので、右手の親指をのばし、人差し指から小指を曲げると再現することができます。
また、他の選択肢のフレミング左手の法則は電流の向きと力の向き、磁力の向きと大きさの対応を示した法則です。
また、ミルマンの定理は電気回路における電圧を簡単に求めやすくする定理です。
問題3
電流の向きと力の向き、磁力の向きと大きさの対応を示した法則は何の法則か
フレミング左手の法則が正解です
フレミング左手の法則は左手の指の向きが力、電流、磁力の向きに対応していることから呼ばれています。
具体的な指との対応は以下の通りです。
- 親指……力
- 人差し指……磁力
- 中指……電流
また、右ねじの法則は磁力の向きと電流の向きは右ねじの回す向きと動く向きに対応していること、高校で習うレンツの法則は誘導起電力の電流の向きはコイル内の磁束変化を妨げる向きに発生することです。
問題4
誘導起電力の電流の向きはコイル内の磁束変化を妨げる向きに発生することは何の法則か
レンツの法則が正解です
レンツの法則は発電するときの電気の向きを表した法則です。
なお、レンツというのは、発見者の名前からとられています。
また、他の二つの選択肢も電流と磁力に関するものでややこしいため、違いを書くと以下の通りになります。
フレミング左手の法則は既に流れている電流の向きと力の向き、磁力の向きの2つが分かっている状態から残り一つの向きを導きだすものであるので誤りです。
右ねじの法則は既に存在している磁力の向きから生じる電流の向き、及び既に存在している電流の向きから生じる磁力の向きを示したものであり、発電に関わるものではないので誤りです。
問題5
2つの電気の粒(電子)同士に働く力の大きさは電荷の大きさが強くなると強くなり、距離が遠くなると弱くなることを示した法則はどれか
クーロンの法則が正解です
ク－ロンは電気の、粒が持つ電気量のことを表しています。そして、それが派生した言葉として電気の粒(電荷)にかかる力の大きさのことはク－ロン力と呼ばれています。
そのため、ク－ロン力を求める法則であることからク－ロンの法則と呼ばれています。
なお、レンツの法則は磁気に関する法則です。
問題6
コイルに棒磁石を通して磁力の大きさに変化を与えたときに、流れる電流の大きさを示した法則はおどれか
ファラデー電磁誘導の法則が正解です
ファラデーは発見者の名前からとられています。
ファラデー電磁誘導の法則は電磁気分野では大事な法則の一つとされています。
また、もう一つのレンツの法則は電流の大きさではなく、磁力の大きさに変化を与えたときの電流の流れる向きについて示した法則です。
問題7
導線の一点に流れる電流が作成する磁力の大きさを示し、ガウスの法則と形が似ているものはどれか
ビオ・ザバールの法則が正解です
ガウスの法則は点電荷が止まっているときの静電場、ビオ・ザバールの法則は点電荷が速度dvで動いているときに発生する磁力と考えると似たものとして整理しやすいです。ガウスの法則はE=Q/(Sε)はビオ・ザバールの法則dH=(μ×Q×dV)/(S)=(μ×I×dl×r)/(4πr^3)となります。
問題8
「クーロンの法則」、「ファラデー電磁誘導の法則」、「アンペールの法則」、「磁荷は必ずNとSがセットになっていること」の4つを数式化したものはまとめて何と呼ばれているか
マクスウェルの方程式が正解です
直接はでてくることはありませんが、このマクスウェル方程式が電磁気の骨格と言われていて、電磁気を深く理解するのに大切な式です。(大学の理学部の授業ではでてくるそうです。)現段階では、「クーロンの法則」、「ファラデー電磁誘導の法則」、「アンペールの法則」、「磁荷は必ずNとSがセットになっていること」の4つはすごく大事なんだなという認識を持っていてください