高等学校 工業科(電気)問題
※解答はすべて別冊解答用紙に記入すること。
【1】 次の2進数の計算をせよ。
⑴ (10101)
2 -(1010)
2 =( )
2 ⑵ (1100)2 ×(1101)
2 =( )
2 【2】 ロータリエンコーダの円周に500 のスリットのある回転板から毎秒3×10⁴のパルスが発生している場
合、回転速度 n[rpm]を求めよ。
【3】 住宅配線に利用されている断面積2mm² 、長さ100m の電線(銅線)の抵抗 R[Ω]を求めよ。
ただし、銅線の抵抗率は、1.7 ×10-8 Ω・m 、温度は20 ℃ とする。
【4】 ある乗用車のヘッドランプ1個のメインビームが60W であった。メインビーム(2個)を点灯させたと
きの電流 I[A]を求めよ。ただし、バッテリ電圧を12V とする。
【5】 図で2軸の中心距離が300 mm、回転速度 n₁= 500 rpm、n₂= 100 rpm の内接円筒摩擦車の直径
d₁[mm]、d₂[mm]を求めよ。
n2
n1
d2
d1
300㎜
KOG - EL(12 - 1)
【6】 図は電動ウインチの巻胴直径 800 mm 、回転速度100rpm で、重量3kN の物体を巻きあげている。
15 kW の動力で運転しているこのウインチの効率 η[%]を求めよ。
ただし、円周率 π = 3 とする。
800㎜
W=3kN
【7】 次の論理回路について以下の問いに答えよ。
A
S
B
C
⑴ 真理値表を完成させよ。
A
0
0
1
1
入力
真理値表
B
0
1
0
1
C
出力
S
⑵ 回路の名称を答えよ。
KOG - EL(12 - 2)
【8】 次の文章と関連の深い語句を[語群]より選び、記号で答えよ。
⑴ 1946年にペンシルベニア大学で開発された真空管を使用した電子式計算機。
⑵ さまざまな物理量を1と0で表現すること。
⑶ 材料の受発注管理や生産管理等、製造にかかわるすべての工程を、コンピュータシステムを使って一
元管理すること。
⑷ コンピュータに計算などの処理させるとき、その処理手順を記したもの。
⑸ ラテン語で遍在するといった意味で、どこにいてもネットワークに接続し双方向で情報をやり取りで
きるコンピュータの利用。
⑹ コンピュータ制御において、異なった機器や装置間で電気的にデータの受け渡しを可能にする装置。
⑺ コンピュータからの出力信号を受けて、直線運動や回転運動等の物理的な変化に変換する装置。
⑻ マルチメディアの各データを使用目的ごとに効果的に配置し、統合 ・ 再編集すること。
⑼ 命令を1命令ごとに機械語に変換しながら実行すること。
⑽ インターネットに接続されたコンピュータネットワークにおいて外部からの不正侵入を防止し、企業
内ネットワークを保護するシステム。
⑾ コンピュータの処理能力を表す尺度。単位時間にコンピュータが処理できる仕事量。
[語群]
ア MARK-Ⅰ
イ アルゴリズム
ウ CAD
エ スループット
オ インタフェース
カ オーサリング
キ アクチュエータ
ク CIM
ケ コンパイラ
コ BCD
シ インタプリタ
ス ENIAC
セ ファイヤーウォール
サ 情報の符号化
ソ ユビキタスコンピューティング
【9】 電球7個の点滅を使って情報を表現しようとするとき、表現できる情報の種類は何通りあるか答えよ。
KOG - EL(12 - 3)
次の文章の( )に入る適切な語句を[語群]より選び、記号で答えよ。
【10】
帯電していない絶縁された導体Aに、負に帯電した導体Bを近づけると、導体Aには、Bに近いほうに
( ① )が、遠いほうに( ② )が現れる。このような現象を( ③ )といい、導体Bを離すと、
導体Aの電荷が中和して、もとの帯電していない状態にもどる。
2つの電荷間に働く力を( ④ )といい、その大きさは両方の電気量の( ⑤ )に比例し、電荷間
の距離の( ⑥ )に反比例する。このことを静電気に関する( ⑦ )の法則という。 電界の強さは、電界中に( ⑧ )の電荷をおいたとき、それに働く力の大きさと向きで表し、単位に
は( ⑨ )が用いられる。電界の状態(方向や大きさ)を表すのに( ⑩ )を用いる。
[語群]
ア 積
イ [V / m]
ウ 静電力
エ 和
オ 磁力線
カ 正電荷
キ 差
ク 静電遮へい ケ 2乗 コ -1[C]
サ 電気力線 シ 負電荷
ス +1[C]
セ クーロン ソ 電磁力
タ 静電誘導 チ [A / m]
ツ 3乗
テ ファラデー
図の回路の共振周波数を求めよ。計算結果は小数点以下第二位を四捨五入して、小数点以下第一位まで
【11】
求めよ。ただし、円周率π = 3として計算すること。
L=
80mH
C=
0.02μF
図のトランジスタを用いた固定バイアス回路について次の各問いに答えよ。
【12】
RB
⑴ 直流負荷線を描くために必要な電流値および電圧値を、計算
IC
RL
3kΩ
C2
+
式を示して求めよ。
1
入力電圧
υi
⑵ グラフ内にこのトランジスタ回路の直流負荷線を描け。
C1
+
IB
3
10μF
出力電圧
υo
10μF
VCE
VCC
12v
1kHz
1kHz
KOG - EL(12 - 4)
2
4
巻数比が60の変圧器の一次側に6000[V]を加えたとき、次の各問いに答えよ。
【13】
ただし、変圧器の損失は無視するものとする。
⑴ 二次誘導起電力はいくらになるか。
⑵ 二次側に30[kW]の抵抗負荷を接続したとき、一次電流、二次電流を求めよ。
次の回路図において、有効電力、無効電力を求めよ。
【14】
ただし、V=100[V]、R=25[Ω]、XL =50[Ω]、X C =30[Ω]とする。
XL
V
R
XC
屋内配線の絶縁抵抗測定について、次の各問いに答えよ。
【15】
⑴ 図を見て次の文章の( )に入る適切な語句を[語群]より選び記号で答えよ。同じ記号を何度用い
てもよい。
・電線相互間の絶縁抵抗の測定では、
電球は( ① )。TVのプラグは( ② )。スイッチAは( ③ )側に倒す。
・電路と大地間の絶縁抵抗の測定では、
OFF
ア つけたまま イ はずす
1
スイッチA
2
L
S
E
天井
コンセント
メガー
MΩ
[語群]
ウ 1 エ 2
配線用遮断器
電球は( ④ )。スイッチAは( ⑤ )側に倒す。
TV
⑵ 250V 用のメガーを用いて、絶縁抵抗を測定したところ、その値が0.25[M Ω]であった。この回路
の漏れ電流を求めよ。
KOG - EL(12 - 5)
次の文章の( )に入る適切な語句を[語群]より選び、記号で答えよ。同じ記号を何度用いてもよい。
【16】
図1のように磁極の間にコイルを置き、矢印方向に回転させると図2のような正弦波交流電圧が発生す
る。図2に示された交流起電力 e〔V〕は、図1のコイルの端子間電圧であり、最も大きな値をEm〔V〕
とすると、 e =Em× sin( ① )であらわされる。
コイル
磁極
N
a
e
[V]
磁極
b
O
S
スリップ
リング
Em
[V]
π
a
a
b
2π
b
b
b
a
a
3π
2πft[rad]
a
b
図1 図2
角度θ°をラジアンで表すと( ② )となる。
交流の電圧や電流は、一定時間ごとに同じ波形を繰り返している。繰り返しに要する時間を( ③ )と
いい、その量記号は( ④ )、単位は( ⑤ )が用いられる。1秒間におけるサイクル数 を( ⑥ )といい、
その量記号は( ⑦ )、単位は( ⑧ )が用いられる。( ④ )と( ⑦ )の間には次の関係がある。
( ⑨ )=1
図3のように、同じ形状のコイルA,B,Cを磁界中に置き、角速度ω〔rad/s〕で矢印方向に回転させる。
このとき、それぞれのコイルには、図4のような最大値Em〔V〕の三つの交流起電力 ea〔V〕,eb〔V〕,
ec〔V〕が発生する。各起電力は、それぞれ
ea =Em× sin〔( ⑩ )〕 〔V〕
eb =Em× sin〔( ⑪ )〕 〔V〕
ec =Em× sin〔( ⑫ )〕 〔V〕 で、あらわされる。これらの交流起電力の位相関係については、
ea は eb より、位相が( ⑬ )〔rad〕( ⑭ )いる ec は eb より、位相が( ⑮ )〔rad〕( ⑯ )いる という。
KOG - EL(12 - 6)
↑
ω
Em[V]
A ǩ
B
C
O
β
S
ea eb ec
π
ωt[rad]
↑
e
[V]
N
2π
β
ǩ
図3 図4
[語群]
ア (θ×π)/180
イ α
ウ f / T
エ 周期
オ ω t +α
カ 進んで
キ f
ク 周波数
ケ ω t -β
コ β
サ θ /(180×π) シ 秒
ス ω t
セ T
ソ T × f
タ 遅れて
チ ヘルツ ツ ω t +β
テ T / f
ト ω t -α 50[kW]の電動機7台、容量30[kW]の電熱器4台、照明灯100[W]が100台の需要家の最大需要
【17】
電力を測定すると360[kW]であった。需要率を求めよ。
KOG - EL(12 - 7)
屋内配線の接地抵抗を測定する際、被測定接地極に対して2本の補助接地棒はどのように配置すればよ
【18】
いか、ア~エの中から正しい測定方法を選び記号で答えよ。
測定接地極端子
電圧端子
電流端子
E
P C
P
接地抵抗計
Rs
C
E
補助接地棒
G(検流計)
被測定接地極
ア 被測定接地極を端にして10m以上の間隔に補助接地棒をP、Cほぼ一直線上になるように配置し、埋
め込む。
イ 被測定接地極と補助接地棒を三角形に配置し埋め込む。それぞれの間隔は5m以上とする。
ウ 被測定接地極と補助接地棒を三角形に配置し埋め込む。それぞれの間隔は10m以上とする。
エ 被測定接地極を中心にして補助接地棒P、Cを両端に配置し、5m以上の間隔でほぼ一直線上になる
ように配置し、埋め込む。
10m以上
10m以上
E
P
P
C
5m以上
5m以上
(ア)
ア
E
5m以上
P
10m以上
C
(イ)
イ
10m以上
5m以上
E
5m以上
C
10m以上
P
ウ
(ウ)
E
エ
(エ)
KOG - EL(12 - 8)
C
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