令和5年度 1級電気工事施工管理技士 第一次検定 No.2は、静電界における電気力線に関する記述として、不適当なものを選ぶ問題です。
この問題は、電気力線の向きを分かっているかを問うものです。正電荷から出て負電荷に入ります。
選択肢2は向きが逆になっています。
正解:選択肢2(負電荷に始まり正電荷に終わる)
| 選択肢 | 内容 | 解説 |
|---|---|---|
| 1 | 等電位面と垂直に交わる | 交わり方。適当 |
| 2 | 負電荷に始まり正電荷に終わる | 逆。正電荷から出る。不適当 |
| 3 | 向きは電界の方向と一致する | 定義のとおり。適当 |
| 4 | 密なところは電界が強い | 密度が強さを表す。適当 |
不適当なのは選択肢2です。
引っかけの核心は、向きを入れ替えても文として成り立ってしまうところです。電気力線の向きは電界の向きと同じと決まっています。
電界の向きは、そこに正の電荷を置いたときに力を受ける向きです。正電荷どうしは反発するので、正電荷のそばに正の試験電荷を置けば、外向きに力を受けます。負電荷のそばなら引き寄せられます。
だから電気力線は正電荷から湧き出して、負電荷に吸い込まれます。
| 電荷 | 電気力線 |
|---|---|
| 正電荷(+) | ここから出る(始点) |
| 負電荷(−) | ここへ入る(終点) |
選択肢3が示すとおり、電気力線の向きは電界の方向と一致します。この選択肢と選択肢2を並べて読めば、矛盾していることが分かります。電界は正電荷から外へ向かうので、電気力線も正電荷から出ます。
選択肢1の等電位面は、電位が等しい点を結んだ面です。電気力線に沿って動くと電位が変わるので、電位が変わらない方向は電気力線と直角になります。等高線と斜面を下る向きの関係と同じです。
選択肢4は、電気力線を何本描くかの決まりから来ています。電界が強いところほど本数を多く描くので、線が密なところは電界が強く、疎なところは弱いことになります。線の間隔を見れば電界の強さが分かるように描かれています。
電気力線はどちらの電荷から出るか。
正電荷から出て、負電荷に入ります。電界の向きが、そこに正電荷を置いたときに力を受ける向きだからです。
電気力線と等電位面はどう交わるか。
垂直に交わります。電位が変わらない方向は、電位が変わる方向と直角になるためです。
参考資料
※ この記事の確認日:2026年9月