問題
【問題 14】 図1の回路のキャパシタは2000 Vに充電されている。スイッチSを約5 ms間だけ閉じたところ、抵抗器の両端電圧VRは図2のようになった。抵抗器で消費されたエネルギー［J］はおよそいくらか。ただし、キャパシタの静電エネルギーは (1/2)CVc² で表せる。
1） 80
2） 100
3） 140
4） 170
5） 250
正答
4） 170
まず結論
正答は 4） 170 です。
この問題の要点
- 直流回路の定義と基本的な役割を確認する
- 設問が求める条件に合う選択肢を特定する
- 図中のラベル、数値、向き、接続関係を問題文と対応させる
- 正答だけでなく、他の選択肢が外れる理由も整理する
解説
放電開始時のエネルギーは(1/2)×100 μF×2000² = 200 Jです。5 ms後はV_C = V_R = 740 Vなので残留エネルギーは約27 J、抵抗で消費されたのは約173 J、およそ170 Jです。
復習の軸： オームの法則と直列・並列の電圧、電流、抵抗の関係を使います。
計算の軸： キャパシタのエネルギーW = 1/2 CV²を使います。
図は補足資料ではなく設問条件の一部です。ラベル、向き、接続点、数値を本文の語句と一対一で対応させて読み取ります。
最後に、正答と他の選択肢の違いを自分の言葉で一文にして、同じ知識を別の問い方でも使えるように整理します。
選択肢を見分けるポイント
- 問題文の否定語、数、対象、条件を最初に囲む
- 装置名や用語だけでなく、目的と作用の組合せを確認する
- 計算後は単位、桁、概算の大きさを選択肢と照合する
- 図表問題では、図中の情報を本文の条件と一つずつ照合する
まとめ
この問題では、直流回路 に関する条件を正確に読み取り、正答 4） 170 へ結びつけます。正答番号の暗記で終えず、判断に使った条件を一言で説明できると、類題にも対応しやすくなります。
次に復習したいテーマ
- 直流回路
- 電気工学
出典
出典：第45回 第2種ME技術実力検定試験 午後問題 公式公開PDFより