令和2年度 電験3種 理論 問4の過去問解説

令和2年度 電験3種 理論 問4

磁力線は、磁極の働きを理解するのに考えた仮想的な線である。この磁力線に関する記述として、誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

(1)磁力線は、磁石のN極から出てS極に入る。

(2)磁極周囲の物質の透磁率を$\mu\left[\mathrm{H/m}\right]$とすると、$m\left[\mathrm{Wb}\right]$の磁極から$\frac{m}{\mu}$本の磁力線が出入りする。

(3)磁力線の接線の向きは、その点の磁界の向きを表す。

(4)磁力線の密度は、その点の磁束密度を表す。

(5)磁力線同士は、互いに反発し合い、交わらない。

解答・解説

正解(4)

(1)正しい

磁力線はN極から出てS極に入ります。電気力線でいえば、正電荷から出て負電荷に入るのと対応できます。

(2)正しい

磁力線は磁界の大きさを示すもので、磁極からは$\frac{m}{\mu}$だけの磁力線が出ています。

電気力線が電荷$Q$から$\frac{Q}{\varepsilon}$だけ出ているのと対応させて覚えてください。

(3)正しい

磁力線の向きと磁界の向きは同じです。

また、磁力線の密度は磁界の大きさを示します。

(4)誤り

磁力線は、$m\left[\mathrm{Wb}\right]$の磁極が透磁率$\mu$の環境下にあれば、$\frac{m}{\mu}$だけ出ています。

磁束は$m$本だけ出ていて、透磁率$\mu$に影響しません。

よって、磁力線と磁束は異なるものなので、関係がありません。

なお、磁束の密度を磁束密度といい、単位面積当たり何本の磁束が貫くかを示す値になります。

(5)正しい

磁力線はN極から出てS極に入ります。

この間に、他の磁力線と交差したり、合流したりしません。N極から出て、他の磁力線には一切触れず、S極に入ります。

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