【第一級陸上無線技士】過去問準拠 予想演習 問024 解説｜思考ルート
静電界における電位と電界の微分関係に関する記述のうち、記述の正誤や条件の組み合わせとして最も適切なものはどれか。
※本問は、過去の出題傾向・頻出論点をAI分析して作成した「過去問準拠の予想演習問題」です。
予想演習 No.024
静電界における電位と電界の微分関係に関する記述のうち、記述の正誤や条件の組み合わせとして最も適切なものはどれか。
選択肢
1次元空間において電位Vが位置xの関数として与えられるとき、電界の強さEは電位の正の微分値（E = dV/dx）として定義される。
電位が空間的に一定（勾配がゼロ）である領域では、その場所の電界の強さは無限大になる。
電界の強さEと電位Vの間にはE = -(dV/dx)の関係があり、右下がりの電位勾配（電圧降下）の区間では電界は正の値をとる。
電位分布を表すグラフの接線の傾きがゼロの点では、電界の強さは零ではなく最大値を示す。
正解と解説（思考ルート）
【正解】 選択肢 3
■【設問の意図と背景】
電磁気学における電位と電界の微分関係およびその符号の物理的意味を正確に理解し、実務や解析に応用できるかを問う問題です。
■【正解の根拠とメカニズム】
電界の強さEは電位Vの空間的変化率の負の勾配として表され、1次元ではE = -(dV/dx)となります。右下がりの電位グラフでは微分値が負となり、負の符号がかかることで電界は正の値をとります。
■【各選択肢の徹底検証】
・選択肢1：符号が逆であり、正の微分値ではなく負の微分値が正解です。
・選択肢2：電位が一定の場所では勾配がゼロであるため電界もゼロとなります。
・選択肢3：公式および右下がり勾配における電界の符号の解説は物理的法則に完全に一致しています。
・選択肢4：傾きがゼロの点では電界もゼロになります。
■【本番での即断ポイント】
関係式にマイナスがついていること（E = -dV/dx）と、グラフの傾きと電界の符号の関係を正しく組み合わせることが急所です。
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