電験三種（第三種電気主任技術者）「理論」のうち、電磁力とローレンツ力の問題です（大分類：電磁気・重要度B）。一問一答6問 → 五肢択一3問の順に解き、解答・解説は各問題の下を開いて確認してください。
一問一答（○×）
重要度：B 難易度：★☆☆
問1：フレミングの左手の法則では、左手の中指・人差し指・親指を互いに直角に開き、中指を電流の向き、人差し指を磁界の向きに合わせると、親指が電磁力の向きを示す。
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正解：○
フレミングの左手の法則です（中指：電流、人差し指：磁界、親指：力）。
重要度：B 難易度：★☆☆
問2：平行に置いた2本の導体に同じ向きの電流を流すと、導体の間には互いに反発する力が働く。
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正解：×
同じ向きの電流の間には吸引力（引き合う力）、逆向きの電流の間には反発力が働きます。
重要度：B 難易度：★★☆
問3：一様な磁界中を運動する荷電粒子にはローレンツ力が働き、この力が粒子に仕事をするため、粒子の速さはしだいに大きくなる。
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正解：×
ローレンツ力F＝qvB sinθは常に運動の向きに垂直なので、粒子に仕事をせず、速さ（運動エネルギー）は変わりません。運動の向きだけが変わります（一様な磁界に垂直に入射すれば等速円運動）。
重要度：B 難易度：★★☆
問4：一様な磁界中に置いた方形コイルに電流を流すと、コイル面が磁界と垂直になったときにコイルに働くトルクが最大になる。
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正解：×
トルクはT＝BINS cosα（α：コイル面と磁界のなす角）で、コイル面が磁界と平行のとき最大（BINS）、垂直のとき0になります。
重要度：B 難易度：★☆☆
問5：一様な磁界中に置いた直線導体に電流を流しても、導体が磁界と平行であれば、導体に電磁力は働かない。
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正解：○
F＝BIL sinθで、電流と磁界のなす角θが0°のとき sinθ＝0 なので、電磁力は働きません。
重要度：B 難易度：★☆☆
問6：磁束密度Bの一様な磁界中を、磁界と平行な向きに速さvで運動する電荷qの粒子には、大きさqvBのローレンツ力が働く。
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正解：×
ローレンツ力の大きさはF＝qvB sinθ（θ：運動の向きと磁界のなす角）で、向きは運動の向きと磁界の向きの両方に垂直です。磁界と平行に運動するときはθ＝0°でsinθ＝0なので、力は働きません。大きさqvBになるのは、磁界と垂直に運動するとき（θ＝90°）です。
五肢択一
重要度：B 難易度：★☆☆
問7：磁束密度0.5Tの一様な磁界中に、長さ0.4mの直線導体を磁界と30°の角度で置き、10Aの電流を流した。導体に働く電磁力〔N〕の値として、最も近いものはどれか。
- 4.0
- 2.3
- 2.0
- 1.7
- 1.0
【第7問：正解と解説】
正解：5
正解は5です。
F＝BIL sinθ＝0.5×10×0.4×sin30°＝2.0×0.5＝1.00N
1：誤り。sin30°で割った値です。
2：誤り。cos30°で割った値です。
3：誤り。角度を考えず、磁界と垂直として計算した値です。
4：誤り。sinθではなくcosθを掛けた値です。
5：正しい。
重要度：B 難易度：★★☆
問8：真空中で0.1m離して平行に置いた十分に長い2本の直線導体に、それぞれ10Aの電流を流した。導体1m当たりに働く電磁力〔mN/m〕の値として、正しいものはどれか。ただし、真空の透磁率をμ0＝4π×10⁻⁷H/mとする。
- 2.0
- 1.3
- 0.4
- 0.2
- 0.1
【第8問：正解と解説】
正解：4
正解は4です。
F＝μ0I1I2／(2πd)＝4π×10⁻⁷×10×10／(2π×0.1)＝2×10⁻⁷×100／0.1＝2×10⁻⁴N/m＝0.20mN/m
1：誤り。距離を0.01mとした値です。
2：誤り。2πで割り忘れた値です。
3：誤り。2πではなくπで割った値です。
4：正しい。
5：誤り。4πで割った値です。
重要度：B 難易度：★★☆
問9：図のように、真空中で、十分に長い直線導体Aに10Aの電流を流し、同じ平面上に、1辺0.1mの正方形の1巻きコイルを、導体Aに平行な辺が導体Aから0.1mと0.2mの位置になるように置いた。コイルに5Aの電流を流すと、導体Aに近い辺の電流は導体Aの電流と同じ向きになる。コイル全体に働く電磁力の大きさ〔μN〕の値として、正しいものはどれか。ただし、真空の透磁率をμ0＝4π×10⁻⁷H/mとする。
（導体の配置の構成）導体Aと正方形コイルは同じ平面上にあり、コイルの2辺は導体Aと平行で、導体Aからの距離は0.1m（近い辺）と0.2m（遠い辺）である。ほかの2辺は導体Aと垂直である。
- 0.0
- 2.5
- 5.0
- 10.0
- 15.0
【第9問：正解と解説】
正解：3
正解は3です。
近い辺（導体Aと同じ向きの電流）：吸引力 μ0×10×5×0.1／(2π×0.1)＝2×10⁻⁷×50×0.1／0.1＝10μN
遠い辺（逆向きの電流）：反発力 2×10⁻⁷×50×0.1／0.2＝5μN
導体Aと垂直な2辺の力は、向きが逆で打ち消し合います。
合力＝10−5＝5.0μN（導体Aに引き寄せられる向き）
1：誤り。近い辺と遠い辺の力が打ち消し合って0になるとした値です。
2：誤り。遠い辺の力の半分とした値です。
3：正しい。
4：誤り。近い辺に働く力だけの値です。
5：誤り。近い辺と遠い辺の力を足した値です。
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