問題：電場とは何か説明しなさい。

解答例：電荷が力を受ける空間の性質であり、単位正電荷にはたらく力で表される。

解説：E=F/qで定義されます。

問題：電位とは何か説明しなさい。

解答例：単位正電荷がもつ電気的な位置エネルギーである。

解説：電位差が電流を生む原因になります。

問題：コンデンサーの電気容量とは何か説明しなさい。

解答例：電圧1Vあたりに蓄えられる電気量である。

解説：C=Q/Vです。

問題：電流の向きと電子の移動方向の関係を説明しなさい。

解答例：電流の向きは正電荷の移動向きで定めるため、金属中の電子の移動方向とは反対である。

解説：電子は負の電荷をもつからです。

問題：オームの法則を式で書きなさい。

解答例：V=RI。

解説：電圧は抵抗と電流の積です。

問題：抵抗率が同じ導線で、長さを2倍にすると抵抗はどうなるか説明しなさい。

解答例：2倍になる。

解説：抵抗は長さに比例します。

問題：抵抗率が同じ導線で、断面積を2倍にすると抵抗はどうなるか説明しなさい。

解答例：1/2倍になる。

解説：抵抗は断面積に反比例します。

問題：ジュール熱とは何か説明しなさい。

解答例：電流が抵抗を流れるとき、電気エネルギーが熱に変わって発生する熱である。

解説：Q=I^2Rtで表されます。

問題：磁場中で電流が力を受ける向きは何で決まるか説明しなさい。

解答例：電流の向きと磁場の向きで決まる。

解説：フレミング左手の法則で判断できます。

問題：電磁誘導とは何か説明しなさい。

解答例：コイルを貫く磁束が変化すると、誘導起電力が生じる現象である。

解説：発電機の基本原理です。

問題：電気量6.0Cが3.0秒間に流れた。電流を求めなさい。

解答例：2.0A。

解説：I=Q/t=6.0/3.0=2.0Aです。

問題：12Vの電圧で3.0Aの電流が流れる抵抗を求めなさい。

解答例：4.0Ω。

解説：R=V/I=12/3.0=4.0Ωです。

問題：抵抗5.0Ωに2.0Aの電流を流したときの消費電力を求めなさい。

解答例：20W。

解説：P=I^2R=2.0^2×5.0=20Wです。

問題：60Wの電球を100Vで使うとき、流れる電流を求めなさい。

解答例：0.60A。

解説：P=VIよりI=60/100=0.60Aです。

問題：3.0Ωと6.0Ωの抵抗を直列につないだ合成抵抗を求めなさい。

解答例：9.0Ω。

解説：直列では抵抗をそのまま加えます。

問題：3.0Ωと6.0Ωの抵抗を並列につないだ合成抵抗を求めなさい。

解答例：2.0Ω。

解説：1/R=1/3.0+1/6.0=1/2.0です。

問題：10μFのコンデンサーに20Vを加えたとき蓄えられる電気量を求めなさい。

解答例：200μC。

解説：Q=CV=10μF×20V=200μCです。

問題：電気容量20μFのコンデンサーに10Vを加える。蓄えられるエネルギーを求めなさい。

解答例：1.0×10^-3J。

解説：U=1/2CV^2=1/2×20×10^-6×100=1.0×10^-3Jです。

問題：磁場0.50T中で、長さ0.20mの導線に4.0Aの電流を磁場に垂直に流す。受ける力を求めなさい。

解答例：0.40N。

解説：F=BIL=0.50×4.0×0.20=0.40Nです。

問題：コイルを貫く磁束が短時間で大きく変化するほど誘導起電力が大きい理由を説明しなさい。

解答例：誘導起電力は磁束の時間あたりの変化量に比例するから。

解説：ファラデーの電磁誘導の法則です。

問題：直列回路で各抵抗を流れる電流が同じになる理由を説明しなさい。

解答例：電流の通り道が1本で、途中で電荷がたまったり消えたりしないから。

解説：電荷保存から説明できます。

問題：並列回路で各抵抗にかかる電圧が同じになる理由を説明しなさい。

解答例：各抵抗の両端が同じ2点に接続されているから。

解説：同じ端子間の電位差です。

問題：電池の内部抵抗があると端子電圧が起電力より小さくなる理由を説明しなさい。

解答例：内部抵抗で電圧降下が生じるため、外部回路にかかる電圧が減るから。

解説：端子電圧はE-rIで表されます。

問題：抵抗で発生するジュール熱が電流の2乗に比例することの意味を説明しなさい。

解答例：電流を2倍にすると同じ時間で発生する熱は4倍になる。

解説：Q=I^2Rtです。

問題：コンデンサーに誘電体を入れると電気容量が大きくなる理由を説明しなさい。

解答例：誘電体の分極により同じ電圧でより多くの電荷を蓄えられるから。

解説：電場が弱められる効果として理解できます。

問題：電場中で正電荷を電場の向きに動かすと電位エネルギーはどう変化するか。

解答例：減少する。

解説：正電荷は電場の向きに力を受け、電場が仕事をします。

問題：磁場中で運動する荷電粒子が円運動する理由を説明しなさい。

解答例：磁場から受ける力が速度に垂直にはたらき、向心力になるから。

解説：磁気力は速さを変えず向きを変えます。

問題：電磁誘導で誘導電流の向きが磁束の変化を妨げる向きになる理由を説明しなさい。

解答例：レンツの法則により、原因となる磁束変化を打ち消す向きに誘導電流が流れるから。

解説：エネルギー保存と関係します。

問題：交流発電機でコイルを回転させると交流が生じる理由を説明しなさい。

解答例：コイルを貫く磁束が周期的に増減し、誘導起電力の向きも周期的に変わるから。

解説：回転運動を電気エネルギーへ変換します。

問題：変圧器が直流では基本的に働かない理由を説明しなさい。

解答例：直流では磁束が時間的に変化せず、二次コイルに誘導起電力が生じないから。

解説：変圧器は電磁誘導を利用します。

問題：抵抗2.0Ωと4.0Ωを並列につなぎ、全体に12Vを加える。全電流を求めなさい。

解答例：9.0A。

解説：各電流は12/2.0=6.0A、12/4.0=3.0Aで合計9.0Aです。

問題：起電力12V、内部抵抗1.0Ωの電池に外部抵抗5.0Ωをつなぐ。電流を求めなさい。

解答例：2.0A。

解説：全抵抗は6.0ΩなのでI=12/6.0=2.0Aです。

問題：内部抵抗1.0Ω、電流2.0Aのとき、起電力12Vの電池の端子電圧を求めなさい。

解答例：10V。

解説：V=E-rI=12-1.0×2.0=10Vです。

問題：電気容量5.0μFと10μFのコンデンサーを並列接続した合成容量を求めなさい。

解答例：15μF。

解説：並列では電気容量を足します。

問題：電気容量5.0μFと10μFのコンデンサーを直列接続した合成容量を求めなさい。

解答例：約3.3μF。

解説：1/C=1/5.0+1/10よりC=3.33μFです。

問題：磁束が0.020Wbから0.080Wbへ0.030秒で変化した。1巻きコイルの誘導起電力の大きさを求めなさい。

解答例：2.0V。

解説：e=ΔΦ/Δt=(0.080-0.020)/0.030=2.0Vです。

問題：巻数100のコイルで磁束が1巻きあたり0.0010Wbだけ0.050秒で変化した。誘導起電力を求めなさい。

解答例：2.0V。

解説：e=NΔΦ/Δt=100×0.0010/0.050=2.0Vです。

問題：変圧器で一次巻数1000、二次巻数200、一次電圧100Vのとき二次電圧を求めなさい。

解答例：20V。

解説：V2/V1=N2/N1よりV2=100×200/1000=20Vです。

問題：送電で高電圧を用いると損失が小さくなる理由を説明しなさい。

解答例：同じ電力を送るとき電圧を高くすると電流が小さくなり、I^2Rの損失が減るから。

解説：送電線の発熱を抑えます。

問題：電磁誘導で発生した電流を取り出すと、コイルを動かすのに力が必要になる理由を説明しなさい。

解答例：誘導電流が磁束変化を妨げる向きの磁場を作り、運動を妨げる力が生じるから。

解説：機械的仕事が電気エネルギーに変わります。