医用電気電子工学 過去問と解説

正解2

正解は「2」。正規分布では平均±1標準偏差（M±σ）の範囲に約68.3％が含まれます。±2σでは約95.4％、±3σでは約99.7％です。

正解2

正解は「2」。仕事は電界方向の変位成分で決まり、W＝qE×(移動距離×cos60°)＝1×2.0×10³×(1.0×0.5)＝1.0×10³Jとなります。

正解4

正解は「4」。ローレンツ力F＝qvBは運動する電荷の大きさqに比例します。直線電流の磁界は距離に反比例し導線を中心とする同心円状、逆向きの平行電流には反発力が働き、円形コイルは軸方向に磁界を生じるため、他は誤りです。

正解2

正解は「2（ａ・ｅ）」。電解コンデンサは金属箔表面の酸化膜を誘電体とし、構造上端子に極性が生じます。セラミックスの使用や自己インダクタンスの利用は誤りで、極板間隔が広いほど静電容量は小さくなります。

正解5

正解は「5」。10Sと2.5Sは直列なので合成コンダクタンスG₁＝1/(1/10＋1/2.5)＝1/(0.1＋0.4)＝2.0S。これと2.0Sが端子ab間に並列なので、合成コンダクタンス＝2.0＋2.0＝4.0Sとなります。

正解4

正解は「4（エ）」。ω＝1/CRのときRC直列回路の位相角は−45°となり、ベクトル軌跡上でこれに対応する点がエです。

正解5

正解は「5」。変圧器では一次側に換算したインピーダンスは巻数比の2乗倍になります。Z＝(N₁/N₂)²×R＝(2/1)²×100Ω＝4×100＝400Ωです。

正解5

正解は「5」。代表的な金属の抵抗率は銀＜銅＜金＜アルミニウム＜鉄の順に大きくなります。したがって「Ag＜Cu＜Fe」が正しい並びです。

正解1

誤りは「1」。ホール素子は磁界（磁束密度）を起電力として検出する素子で、圧力の検出には用いません。他の組合せはいずれも正しい対応です。

正解4

正解は「4（2V）」。＋入力は4Vを1kΩと1kΩで分圧するのでV＋＝4×1k/(1k＋1k)＝2V。理想演算増幅器では仮想短絡によりP点（−入力）の電位はV＋と等しく、P＝2Vとなります。

正解5

誤りは「5」。S＝0、R＝1のときはリセットされQ＝0となります（Q＝1は誤り）。フィードバック構成・双安定・保持・禁止入力の記述は正しいです。

正解1

正解は「1」。波長λ＝c／f＝3×10⁸／5×10⁹＝0.06m＝6cm。半波長アンテナはその半分の約3cmです。

正解3

正解は「3」。4bitは0〜15の16段階で、フルスケール1.5V。1.0Vは1.0／1.5×15≒10に対応し、10を2進数で表すと1010です。

正解2

正解は「2」。各色256階調＝1バイト、RGBで3バイト。1024×1024×3＝約3.1×10⁶バイト≒3MBです。

正解4

正解は「4」。メインメモリ（RAM）は揮発性メモリで、電源を切ると内容が消えます。SSD・HDD・DVD－RW・フラッシュメモリは不揮発性で電源を切っても保持されます。

正解1

誤りは「1」。SaaSではハードウェアの保守管理はサービス提供事業者が行い、利用者はネットワーク経由でソフトウェアを利用します。データ保存・更新・電子カルテへの利用に関する記述は正しいです。

正解5

正解は「5」。IPv6は16bit×8＝128bitのアドレス空間を持つため、2¹²⁸個のIPアドレスを表現できます。

正解1

正解は「1」。可用性は「必要なときに情報へアクセスできる」ことを指します。2は真正性、3は完全性、4は責任追跡性、5は機密性に該当します。

正解4

正解は「4（K/H）」。図1と図2の入出力関係が等価になるように整理すると、伝達関数AはK/Hとなります。

正解4

正解は「4」。厚みd/4の導体板を挿入すると実効的な間隙はd−d/4＝3d/4になり、容量C_b＝εA/(3d/4)＝(4/3)Cₐとなります。

正解3

正解は「3」。発生熱量Q＝I²Rt＝1²×42×100＝4,200J。上昇温度ΔT＝Q／(m・c)＝4,200／(100×4.2)＝10℃。よって20＋10＝30℃です。

正解5

正解は「5」。CR並列では抵抗電流とキャパシタ電流が直交するので、I_C＝√(全電流²−抵抗電流²)＝√(1.0²−0.6²)＝0.8Aとなります。

正解2

正解は「2」。時定数CRの大小により立ち上がり・立ち下がりの緩急が変わり、R大・R小に対応する出力波形の組合せは選択肢2です。

正解4

正解は「4」。t＝0でコイル面が磁束に平行（鎖交磁束が0）なので、鎖交磁束はΦ＝BSsin（ωt）。誘導電圧はその時間微分e＝dΦ／dt＝BSωcos（ωt）となります。

正解5

正解は「5（ｄ・ｅ）」。Si原子の最外殻電子は熱を与えられると自由電子になり、ダイオードは逆方向電圧を高くすると降伏現象で急激に電流が流れます。ホールを供給する不純物はアクセプタ、5価はn形、Siは共有結合のため、ａ・ｂ・ｃは誤りです。

正解4

正解は「4」。電界効果トランジスタ（FET）はソース・ゲート・ドレインの3端子をもちます。エンハンスメント型はFETの分類、C－MOSはFETで構成、FETは電圧（入力電圧）で制御し入力インピーダンスは高いため、他は誤りです。

正解2

正解は「2（4V）」。入力特性からI_B、電流伝達特性からI_Cを読み取り、出力特性上で負荷線との交点を求めるとV_CEは約4Vになります。

正解5

正解は「5」。連続稼働時間＝電池容量／駆動電流＝1Ah／10μA＝1×10⁵時間。1年は約8,760時間なので、およそ11年間となります。

正解1

正解は「1」。＋入力が接地なので仮想接地により−入力も0V。−入力の節点でキルヒホッフの電流則を立てると、(2−0)/1k＋(E−0)/1k＋(−6−0)/2k＝0。整理すると2＋E−3＝0となり、E＝1Vです。

正解4

正解は「4（5V）」。2つの理想ダイオードは入力側から出力へ向いたOR回路（大きい方が出力される）です。5V側のダイオードが導通して出力は5Vになり、3V側は出力5V＞3Vのため逆バイアスとなり遮断されます。よってV_o＝5Vです。

正解4

正解は「4」。10MB＝80Mビット、実効速度＝100Mbps×0.5＝50Mbps。所要時間＝80／50＝1.6秒となります。

正解1

誤りは「1」。リピータは減衰した信号を増幅・中継する装置で、「仮想回線によるネットワーク分離」ではありません。光回線終端装置・アクセスポイント・ルータ・ゲートウェイの組合せは正しいです。

正解3

正解は「3（最小値）」。X←aとしたのち、b<XならX←b、c<XならX←cと更新するため、最終的にa・b・cの最小値が出力されます。

正解3

正解は「3」。ファイアウォールは、許可されていない不正なアクセスを遮断する役割をもちます。暗号化・ウイルス検出・マルウェア実行防止・OS更新は別の仕組みが担います。

正解2

正解は「2」。HL7は患者情報や検査依頼などの医療情報交換のための標準規格です。DICOM・PACSは医用画像、HISは病院情報システム、IECは国際電気標準会議です。

正解1

正解は「1」。あらかじめ定められた順序や手続きに従って進める制御をシーケンス制御といいます。

正解1

正解は「1」。厚さdの誘電体1と誘電体2が直列に重なった構造なので、1/C＝d/(ε₁A)＋d/(ε₂A)＝(d/A)(1/ε₁+1/ε₂)。よってC＝A／{d(1/ε₁+1/ε₂)}です。

正解3

正解は「3（Ｃ）」。ヒステリシス曲線で磁界を0に戻したときに残る磁束密度が残留磁束密度で、縦軸（磁界0）との交点Ｃがこれに当たります。

正解3

正解は「3（0.15A）」。閉じた瞬間はキャパシタの電圧が0Vで短絡とみなせます。その状態での合成抵抗と電源電圧9.0Vから流れる電流を求めると0.15Aになります。

正解1

正解は「1（4/3 A）」。図1・図2から各起電力を求め、重ね合わせの理を用いて図3の電流を計算すると4/3 Aになります。

正解2

正解は「2（4Ω）」。容量リアクタンスと誘導リアクタンスの並列・直列を整理し、合成インピーダンスの大きさが5Ωとなる条件からR＝4Ωが求まります。

正解5

誤りは「5」。ブラシ付きDCモータは回転子（電機子）にコイル、固定子に永久磁石を用いるのが一般的で、回転子は永久磁石ではありません。

正解5

正解は「5」。導線の抵抗R＝ρL/Aで、断面積Aに反比例します。純水はほぼ絶縁体、抵抗率は銅＜金、導電率は物質固有で電流に依存しません。

正解5

正解は「5」。サーモカメラは物体が放射する赤外線を検出するため外部光源は不要です。LEDは非コヒーレント、太陽電池の効率は約20％前後、フォトダイオードは逆方向で用います。

正解4

正解は「4」。抵抗膜方式は上下の導電膜が押されて接触することで検出するため、手袋装着時でも動作します。焦電素子は赤外線検出、サーミスタは接触式、ひずみゲージは抵抗変化を利用します。

正解2

正解は「2（2mA）」。反転増幅回路では入力抵抗に流れる電流がそのまま帰還抵抗（10kΩ）にも流れます。仮想接地により1kΩに2V/1kΩ＝2mAが流れ、10kΩにも2mAが流れます。

正解1

正解は「1（2.5cm）」。波長λ＝c/f＝3×10⁸/3×10⁹＝0.1m＝10cm。1/4波長アンテナではλ/4＝2.5cmとなり、選択肢では2.5cmが適切です。

正解2

正解は「2」。分配法則により A＋(B・C)＝(A＋B)・(A＋C) と変形できます。

正解4

正解は「4」。101(=5)×1011(=11)＝55＝2進数で110111です。

正解4

正解は「4（1Gbps）」。10Mbyte×10枚/秒＝100Mbyte/秒。1byte＝8bitなので100×8＝800Mbps。最低限これを上回る1Gbpsが必要です。

正解1

正解は「1（ａ・ｂ）」。ルータは異なるネットワーク間を中継し、IPアドレスに基づいて経路選択（ルーティング）を行います。認証・誤り制御・暗号化は基本機能ではありません。

正解2

正解は「2」。ファイアウォールはネットワークの通信を監視・制御し、外部からの不正アクセスを防ぎます。ウイルス駆除や脆弱性修正は別のソフト・対策が担います。

正解5

正解は「5（ｄ・ｅ）」。見読性とは、必要なときに必要な形で（時系列などで）データを直ちに確認できることを指します。履歴記録・アクセス管理は真正性、長期保存は保存性の要件です。

正解5

正解は「5」。指数関数 e^(−at) のラプラス変換は 1/(s＋a) です。

正解4

正解は「4（2.0cm）」。Aからx、Bから(6−x)の点で力がつりあう条件は Q/x²＝4Q/(6−x)²。これを解くと (6−x)＝2x となり x＝2.0cmです。

正解3

正解は「3（300V）」。誘導起電力e＝N|dΦ/dt|。図の磁束の傾き（変化率）と巻数200回から計算すると300Vになります。

正解4

正解は「4（ｃ・ｄ）」。波長が短いほど光子エネルギーは大きく、真空中の伝播速度は光速で一定です。電磁波は横波で質量をもたず、マイクロ波は赤外線より周波数が低いです。

正解4

正解は「4（約31mA）」。図から電圧の最大値と周波数を読み取り、容量リアクタンスXc＝1/(2πfC)を求めて I＝V/Xc を計算すると約31mAになります。

正解3

正解は「3（約10kΩ）」。図2の出力波形からRC回路の時定数を読み取り、既知のキャパシタ容量からR＝時定数/Cを計算すると約10kΩになります。

正解3

正解は「3（3V）」。回路の抵抗比から入出力の関係を求め、V_o＝10Vとなるときの入力V_iを計算すると3Vになります。

正解1

正解は「1（約160Hz）」。遮断周波数f＝1/(2πRC)。R＝1kΩ、C＝1μFのとき f＝1/(2π×10³×10⁻⁶)≒159Hz≒約160Hzです。

正解2

正解は「2（0.01V）」。差動利得Ad＝1V/1mV＝1000。CMRR100dB＝10⁵倍なので同相利得Ac＝Ad/CMRR＝1000/10⁵＝0.01。同相入力1Vでは出力＝0.01×1＝0.01Vです。

正解3

正解は「3」。入力が3V未満ではツェナーは導通せず出力は入力に追従し、3V以上では出力が3Vにクランプされます。この特性を示すグラフが該当します。

正解5

正解は「5」。図の論理ゲートの接続からX＝A・B・C（バー）が得られます。

正解5

正解は「5（ｃ・ｄ・ｅ）」。PWMはパルス幅、ASKは搬送波の振幅、FSKは搬送波の周波数を変化させます。ａのPNM（パルス数変調）はパルスの数を変える方式で周波数を変えるのはPFM、ｂのPAMはパルスの振幅を変える方式（位置を変えるのはPPM）で、いずれも誤りです。

正解1

正解は「1」。SSDは不揮発性の補助記憶装置です。RAMは主記憶、CPU・GPUは演算装置、USBは接続規格です。

正解2

誤りは「2」。Bluetoothは近距離無線通信で、一般的な通信距離は数m〜数十mです。1km以上の長距離通信には向きません。

正解3

正解は「3（110）」。a＝20から1まで、偶数のときだけSに加算するので、20＋18＋16＋…＋2＝2×(10＋9＋…＋1)＝2×55＝110となります。

正解5

誤りは「5」。SMTPは電子メール送信のためのプロトコルです。ファイル転送はFTPです。

正解2

正解は「2」。ランサムウェアはデータを暗号化して使用不能にし、復号と引き換えに身代金を要求するマルウェアです。

正解4

正解は「4（ｃ・ｄ）」。ネガティブフィードバック制御は出力を計測し、目標値と制御量の差（偏差）を用いて制御するため、目標値変化にも対応できます。閉ループ制御で外乱に強いです。

正解4

正解は「4」。誘電体が占める面積の割合は半径比の2乗で (R/2)²/R²＝1/4 です。残りの3/4は真空のままなので、2つのキャパシタが並列に接続されたものとみなせます。C₁＝C₀×(3/4)＋C₀×(1/4)×7＝C₀×(0.75＋1.75)＝2.5C₀ となり、(5/2)C₀ です。

正解3

正解は「3」。磁気シールドには透磁率の高い強磁性体が用いられ、鉄やパーマロイが代表です。磁力線を材料内部に引き込んで遮蔽します。鉛はX線の遮蔽に用いる材料です。

正解5

正解は「5」。導体の抵抗は R＝ρL/A で、断面積 A＝πr² です。半径が1/2倍になると断面積は1/4倍になり抵抗は4倍、長さが2倍になると抵抗はさらに2倍です。よって R₂/R₁＝4×2＝8 となります。

正解3

正解は「3」。十分な時間が経過すると、コンデンサの充電が完了して電流は流れなくなります。したがって回路は「20Ω＋10Ω＝30Ω」と「10Ω＋20Ω＝30Ω」の2本が並列になった形とみなせ、合成抵抗は 30÷2＝15Ω です。I＝9.0V÷15Ω＝0.6A となります。

正解4

正解は「4」。電流の最大値は実効値の√2倍で √2×√2＝2A、電圧の最大値は 2A×100Ω＝200V です。1は P＝I²R＝(√2)²×100＝200W、2は振幅（最大値）が2A、3は周期が 1/60秒≒16.7ms、5は抵抗だけの回路なので電流と電圧は同位相で、いずれも誤りです。

正解3

正解は「3」。ブラシレスDCモータは回転子が永久磁石、固定子がコイルという構成です。コイルを回転子に置くのはブラシ付きDCモータで、ブラシと整流子が必要になります。ブラシがないため耐久性・静音性に優れる一方、回転子の位置検出と専用の駆動回路が必要です。

正解2

正解は「2」。n形半導体はリンなどのドナーを加えたもので、多数キャリアは電子です。正孔が多数キャリアとなるのはp形半導体です。他の記述は正しい内容です。

正解1

正解は「1」。液晶自体は光を出さずシャッターとして働くため、背面にバックライトが必要です。有機EL・LED・プラズマ・CRTはいずれも素子自体が発光する自発光型でバックライトを必要としません。

正解5

正解は「5」。安定化電源は負荷が変動しても出力電圧を一定に保つ回路です。1のマンガン乾電池は充電できない一次電池、2の電池は直流でリプルはほとんどなく、3の放電容量の単位はAh（アンペア時）、4のインバータは直流を交流に変換する回路で、いずれも誤りです。

正解1

正解は「1」。図の回路は出力を反転入力に全て戻したボルテージフォロワ（電圧利得1の非反転増幅回路）です。出力は入力と同じ大きさ・同じ位相の波形になるため、正弦波を入力すればそのままの正弦波が出力されます。

正解5

正解は「5」。同軸ケーブルは中心の芯線を絶縁体で覆い、その外側を網状の外部導体で囲んだ構造です。電線を2本ずつ撚り合わせたケーブルはツイストペア（撚り対線）ケーブルです。

正解3

正解は「3」。Unicodeは世界中の文字を一つの文字集合にまとめた規格で、日本語も含まれます。ASCIIは英数字のみ、JISコード・シフトJIS・EUC-JPはいずれも日本語向けの文字コードで世界中の文字は扱えません。

正解2

正解は「2」。分解能は入力範囲を段階数で割った値です。12bitでは 2¹²＝4096段階なので、8mV÷4096＝8000μV÷4096≒1.95μV となり、およそ2μVです。

正解4

正解は「4」。網掛けはＡだけの部分とＢだけの部分で、ＡとＢが重なる部分とＣの領域は含まれません。「ＡまたはＢ」が (A＋B)、「ＡとＢの両方ではない」が (Ā＋B̄)、「Ｃではない」が C̄ なので、これらの積 (A＋B)・(Ā＋B̄)・C̄ が該当します。

正解2

正解は「2（ａ・ｂ・ｅ）」。無線LANはIEEE802.11シリーズで規定され、2.4GHz帯は電子レンジやBluetoothと共用するため干渉が起こり得ます。暗号化にはWPA/WPA2などが使われます。ｃの各チャネルは中心周波数が異なり、ｄの1つのアクセスポイントには複数台の端末が接続できます。

正解1

正解は「1」。TCP/IPはインターネットの基盤となるプロトコル群で、データをパケットに分割して送受信し、宛先への到達と順序の復元を担います。HTTPS・SMTP・POP3・FTPはその上位で動く個別の用途向けプロトコルです。

正解2

正解は「2」。キャッシュメモリはCPUと主記憶の間に置かれる高速な記憶装置で、よく使うデータや命令を一時的に保持して処理を高速化します。メインメモリはより低速、フラッシュメモリ・HDD・SSDは補助記憶装置です。

正解5

正解は「5」。分子の −√3−j は大きさ2、偏角 −150°（＝210°）です。分母の 2j は大きさ2、偏角 90° です。割り算では偏角どうしを引くので −150°−90°＝−240° となり、360°を足して 120°＝(2/3)π が得られます。

正解4

正解は「4」。平行導体間に働く力は F＝μ₀I²/(2πd) で、電流の向きが同じなら引力、逆なら斥力です。AとBは距離a・同じ向きなので μ₀I²/(2πa) の引力、AとCは距離2a・逆向きなので μ₀I²/(2π×2a)＝μ₀I²/(4πa) の斥力です。向きが逆なので差をとり、μ₀I²/(2πa)−μ₀I²/(4πa)＝μ₀I²/(4πa) がB側（x軸方向）に働きます。

正解2

正解は「2」。媒質中の電磁波の速度は v＝c/√(εr・μr) で表されます。εr＝4、μr＝1 を代入すると v＝c/√4＝c/2 となり、真空中の1/2倍です。

正解5

正解は「5」。RL直列回路のインピーダンスは Z＝√(R²＋X²)＝√(80²＋60²)＝√10000＝100Ω です。電流は I＝100V÷100Ω＝1A なので、皮相電力は S＝VI＝100V×1A＝100VA となります。

正解1

正解は「1」。RL直列回路の時定数は τ＝L/R で求めます。図より L＝5H、R＝2Ω なので、τ＝5÷2＝2.5s となります。

正解2

正解は「2」。遮断周波数は出力が最大値の1/√2（約0.707倍、−3dB）まで低下する周波数です。グラフの縦軸で0.707に相当する点はイの位置になります。

正解3

正解は「3」。まず入力の2Vが1kΩと1kΩで分圧され、非反転入力には 2V×(1/2)＝1V が加わります。この回路は非反転増幅回路で、増幅度は 1＋20kΩ/10kΩ＝3 です。したがって Vₒ＝1V×3＝3V となります。

正解1

正解は「1」。入力側にコンデンサCが直列に入った反転増幅回路（実用的な微分回路）です。低い周波数ではCのインピーダンスが大きく、出力が入力の変化率に比例する微分特性を示します。高い周波数では抵抗Riが支配的になり通常の反転増幅回路として働きます。直流はCで遮断されるため増幅できません。

正解2

正解は「2」。これは反転加算回路で、Vₒ＝−R×(1V/1kΩ＋2V/1kΩ)＝−R×3mA です。Vₒ＝−12V となるのは R＝12V÷3mA＝4kΩ のときです。

正解4

正解は「4」。差動利得は Ad＝4V÷2mV＝2000、同相利得は Ac＝200mV÷1V＝0.2 です。CMRR＝Ad/Ac＝2000÷0.2＝10000 なので、dB表示では 20log₁₀10000＝20×4＝80dB となります。

正解3

正解は「3」。図はAとBのAND出力と、Cを反転した信号をNORに入れた回路です。X＝NOR(A・B, C̄)＝(A・B)の否定 かつ (C̄)の否定 ＝ (Ā＋B̄)・C となります（ド・モルガンの法則）。

正解5

正解は「5」。ダイバーシティアンテナは複数のアンテナで受信して条件のよい信号を選ぶ方式で、電波の干渉による受信レベル変動（フェージング）の対策に有効です。1のダイポールアンテナは送受信とも可能、2のパターンアンテナは基板上に形成でき小型化に適し、3のロッドアンテナは無指向性、4のチップアンテナは小型化するほど感度は下がります。

正解5

正解は「5（ｃ・ｄ・ｅ）」。USBはバスパワーによる電力供給、電源を切らずに抜き差しできるホットプラグイン、ハブによるポート増設に対応しています。ａのポート形状はHDMIとは異なり、ｂのデータ転送はシリアル方式です。

正解1

正解は「1」。組込みソフトウェアは家電や医療機器などに内蔵され、機器の制御を行うソフトウェアです。2のハードウェアを管理・制御するのはOS、3のOSとアプリケーションを仲介するのはミドルウェア、4のDBMSはデータベースの管理、5のOSはシステム全体の管理を担います。

正解2

正解は「2（ａ・ｅ）」。SaaSはインターネット経由で提供されるソフトウェアなので、施設側にはクライアント端末とインターネット接続環境があれば利用できます。ｂのサーバ設置、ｃのサーバアプリケーションの導入、ｄのバックアップ装置はいずれもサービス提供側が担います。

正解4

正解は「4」。可用性とは必要なときに情報やシステムを利用できる状態を保つことです。UPS（無停電電源装置）による電源確保は停電時もサーバを動かし続けるため可用性の維持にあたります。1は完全性、2・5は真正性、3は機密性に関する対策です。

正解3

正解は「3」。マルウェアはmalicious software（悪意のあるソフトウェア）の略で、コンピュータウイルス・ワーム・トロイの木馬・ランサムウェアなど、システムに侵入して害を及ぼすソフトウェアの総称です。

正解3

正解は「3」。フィードバック結合の伝達関数は G/(1＋GH) です。前向き要素は G＝K₁/{s(s＋1)}、帰還要素は H＝K₂ なので、G/(1＋GH)＝[K₁/{s(s＋1)}]÷[1＋K₁K₂/{s(s＋1)}]＝K₁/{s(s＋1)＋K₁K₂} となります。

正解5

正解は「5」。電位は距離に反比例して足し合わせます。図よりA（+3C）は原点から4m、B（−1C）は2mの位置にあるので、点Oの電位は k(3/4−1/2)＝0.25k です。点Pは A・B のどちらからも5m（3対4対5の直角三角形）なので、k(3/5−1/5)＝0.4k となります。したがって 0.4k÷0.25k＝1.6倍です。

正解3

正解は「3」。まず、誘導電流が流れるのは磁束が変化している間だけです（ファラデーの法則）。磁石が止まれば磁束は変化しないので電流は流れず、これだけで選択肢1・4・5が除かれます。残る向きはレンツの法則で決まり、コイルには近づいてくる磁石による磁束の増加を打ち消す向きの磁界をつくる電流が流れます。図の磁石はN極を先頭にしてコイルへ入るので、その磁束を打ち消す向きの電流は C→B→A となります。

正解2

正解は「2」。まず右側の4.0μF2つは直列なので 4.0×4.0/(4.0＋4.0)＝2.0μF です。これが中央の2.0μFと並列になるので 2.0＋2.0＝4.0μF、さらに左の2.0μFと直列なので回路全体では 2.0×4.0/(2.0＋4.0)＝4/3μF となります。蓄えられる電気量は Q＝CV＝(4/3)μF×9.0V＝12μC で、直列につながった部分には同じ12μCが乗ります。したがって4.0μFの部分にかかる電圧は 12μC÷4.0μF＝3.0V。この3.0Vが同じ容量の4.0μF2つで等分されるため、ab間は 3.0÷2＝1.5V です。

正解1

正解は「1」。電池2個を直列にすると起電力は2E、内部抵抗の合計は2rです。負荷で消費される電力が最大になるのは、負荷抵抗が電源側の内部抵抗と等しいとき（整合条件）なので R＝2r です。このとき電流は I＝2E/(2r＋2r)＝2E/4r＝E/(2r) となります。

正解4

正解は「4」。共振周波数は f＝1/(2π√(LC)) で、√(LC)に反比例します。Cを4倍にすると√Cが2倍になるので、共振周波数は1/2倍になります。抵抗Rは共振周波数に影響しません。

正解3

正解は「3」。巻数比1：10なので二次側電圧は 1.0V×10＝10V、二次側電流は 10V÷100Ω＝0.1A です。理想変圧器では電力が保存されるので一次側電流は二次側の10倍になり、0.1A×10＝1.0A となります。

正解5

正解は「5」。共有結合していた電子が抜けた「穴」が正孔で、正の電荷をもつキャリアとして振る舞います。1のn型は自由電子が多数、2のp型の多数キャリアは正孔、3の真性半導体でも常温では熱励起で自由電子が生じ、4の自由電子を供給する不純物はドナー（アクセプタは正孔を供給）です。

正解3

正解は「3」。26dB を倍率に直すと 26＝20log₁₀A より log₁₀A＝1.3 なので A＝20倍です。前段の増幅度は 10kΩ÷1kΩ＝10倍、後段は R÷10kΩ なので、10×(R/10kΩ)＝20 より R＝20kΩ となります。

正解4

正解は「4」。微分回路は入力側にコンデンサ、帰還側に抵抗を入れた構成です（vₒ＝−CR・dvᵢ/dt）。逆に入力側が抵抗、帰還側がコンデンサだと積分回路になります。

正解4

正解は「4」。上のANDにはAとB̄、下のANDにはĀとBが入るので、Fへの入力は(A・B̄)と(Ā・B)です。A＝B のときは両方とも0、A≠B のときはどちらか一方が1になります。真理値表では A＝B のとき X＝1、A≠B のとき X＝0 なので、両方0のときだけ1を出すNORが当てはまります。

正解2

正解は「2」。図は複数の素子を並べたアレイアンテナで、各素子の位相を制御して指向性を電子的に変えられるアダプティブアレイアンテナです。医用テレメータの受信環境改善などに用いられます。

正解1

正解は「1」。16進数のB8は10進数で184、9Cは156です。合計は340で、これを16進数に直すと 340÷16＝21余り4、21÷16＝1余り5 となり、1・5・4 すなわち154₁₆ です。

正解4

正解は「4」。USB Type-Cは上下左右対称の小判型（楕円形）で、裏表を気にせず挿せるのが特徴です。ほかは順にLANポート、USB Type-A、USB Type-B、ディスプレイ用のコネクタです。

正解3

正解は「3」。Pythonはプログラミング言語です。SafariはWebブラウザ、AndroidはOS、JavaScriptはプログラミング言語、mySQLはデータベース管理システムで、他の組合せはすべて誤りです。

正解5

正解は「5（ｄ・ｅ）」。WebサーバはHTMLファイルを公開し、DBサーバはデータベースを一元管理します。ａのSMTPはメール送信、ｂのDNSはドメイン名とIPアドレスの変換、ｃのFTPはファイル転送で、ｂとｃは説明が入れ替わっています。

正解1

正解は「1」。DoS攻撃（Denial of Service）は大量のアクセスを送りつけてサーバに過負荷を与え、サービスを停止させる攻撃です。複数の端末から一斉に行うものはDDoS攻撃と呼ばれます。

正解1

正解は「1（ａ・ｂ）」。ａの病院情報システムの利用権限は職種や業務に応じて管理者が付与するもので、医師の許可が要件ではありません。ｂの診療録は電子的に保存すればよく、印刷して保存することは規定されていません。ｃ・ｄ・ｅは正しい記述です。

正解2

正解は「2」。前向き経路がG₁で、G₂とG₃という2つの負帰還がかかっています。フィードバックの公式 G/(1＋GH) を2つの帰還に拡張すると、Y/X＝G₁/(1＋G₁G₂＋G₁G₃) となります。

正解5

正解は「5」。電荷が一定なら極板間の電界の強さ E＝Q/(εS) は距離に関係なく一定です。電位差は V＝E×距離 なので距離に比例します。間隔は d から d＋10d＝11d になったので、電位差は11倍になります。

正解1

正解は「1（ａ・ｂ・ｃ）」。特性インピーダンスはケーブルの構造で決まり長さによりません。磁束の変化は電界（誘導起電力）を生じ、2.45GHzの波長は 3×10⁸÷2.45×10⁹≒0.12m＝12cmです。ｄの電磁波の速さは 1/√(εμ) で乗算に反比例し、ｅの直流では電磁波は発生しません。

正解5

正解は「5（ｃ・ｄ・ｅ）」。切り替えた瞬間はコンデンサの電圧が0Vなので、電流は 10V÷100Ω＝0.1A＝100mA 流れます。時定数は τ＝RC＝100Ω×50μF＝5ms なので、5ms（＝1τ）後の抵抗の電圧は 10×e⁻¹≒3.7V です。充電が終われば電流は流れなくなります。ａの時定数は5μsではなく5ms、ｂの切り替えた瞬間のV_Cは0Vです。

正解2

正解は「2」。図では4.0Ωと2.0Ωが並列に接続されているので、両者にかかる電圧は同じです。2.0Ωの消費電力が2.0Wなので、P＝V²/R より V＝√(2.0×2.0)＝2.0V です。4.0Ωにも同じ2.0Vがかかるため、消費電力は P＝V²/R＝2.0²÷4.0＝1.0W となります。

正解5

正解は「5」。直列共振の条件は f＝1/(2π√(LC)) です。両辺を2乗して整理すると f²＝1/(4π²LC)、よって C＝1/(4π²f²L) となります。

正解5

正解は「5（ｄ・ｅ）」。オペアンプは内部に多数のトランジスタを集積した増幅回路で、ツェナーダイオードは逆方向の降伏電圧が一定であることを利用して基準電圧を得ます。ａのピエゾ素子は力（圧力）を電圧に変換し、ｂのCdSは光で抵抗値が変わる素子（起電力は生じない）、ｃのフォトダイオードは受光量に比例した電流が流れます。

正解1

正解は「1」。全波整流（ブリッジ整流）では、4個のダイオードがすべて「−端子側から＋端子側へ」電流を通す向きに並びます。図から選ぶときは、4つの矢印がいずれも＋端子のある右側を向いているものを探すのが早道です。1つでも逆を向いていると、入力を短絡してしまうか、片方の半周期しか流れず全波整流になりません。

正解2

正解は「2」。図はVᵢが非反転入力（＋）に入る非反転増幅回路です。反転入力（−）は仮想接地ではなく、イマジナリショートにより非反転入力と同じ1Vになります。接地との間にある10kΩにはこの1Vがかかるので、流れる電流は 1V÷10kΩ＝0.1mA です。理想演算増幅器の入力端子には電流が流れ込まないため、この0.1mAがそのまま100kΩを通り、I＝0.1mA となります。なお10kΩは入力抵抗ではなく帰還回路側の抵抗です。

正解3

正解は「3」。図1はコンデンサとダイオードによるクランプ回路です。ダイオードはカソード（帯のある側）が出力側、アノードが接地側を向いているので、出力が0Vより下がろうとすると順方向になって導通し、出力を0Vに抑えます。その結果、波形の形は変わらないまま全体が持ち上がり、谷が0Vに接して山が入力の2倍の高さになる選択肢3の波形になります。

正解4

正解は「4（ｂ・ｃ・ｄ）」。量子化ビット数を増やすと1段階の幅が細かくなり量子化誤差は小さくなります。標本化定理より元の信号を復元するには最高周波数の2倍を超える標本化周波数が必要で、多チャンネル同時変換にはサンプルホールド回路を使います。ａのフラッシュ型は最も高速、ｅのLSBに対応する電圧が大きいほど誤差は大きくなります。

正解4

正解は「4」。1枚あたりのデータ量は 8bit×(10000×10000)＝8×10⁸bit です。10枚では 8×10⁹bit となり、1Gbps（＝1×10⁹bit/s）で送ると 8×10⁹÷1×10⁹＝8秒 かかります。

正解5

正解は「5」。網掛けはＡの円の中で、ＢとＣのどちらか一方だけと重なっている部分です。「Ａであり、かつＢとＣのうち一方だけが1」という条件なので、A・(B・C̄＋B̄・C) と表せます。

正解4

正解は「4」。これは隣り合う要素を比べて大きいほうを後ろに送るバブルソートの1周分です。49と17を交換して 17,49,38,55,26、49と38を交換して 17,38,49,55,26、49と55はそのまま、55と26を交換して 17,38,49,26,55 となります。

正解3

正解は「3（ｂ・ｃ）」。SaaSではサーバの運用や更新を提供事業者が担うため保守・管理の負担が減り、利用量が増えても契約の変更で対応しやすい利点があります。ａは月額などの継続費用がかかり、ｄのカスタマイズの自由度はむしろ下がり、ｅはインターネット障害の影響を受けやすくなります。

正解1

正解は「1」。ファイアウォールは内部ネットワークと外部ネットワークの境界で通信を監視し、あらかじめ定めた条件に合う通信だけを通します。2はパッチ管理、3は認証、4はウイルス対策ソフト、5は暗号化通信の制御で、いずれも別の機能です。

正解1

正解は「1」。DICOMは医用画像とその付帯情報の保存・通信に関する国際規格です。MFERは生体信号（心電図など）、HL7は診療情報の交換、ICD-11は疾病分類、POP3はメール受信の規格です。

正解5

正解は「5」。ナイキスト周波数は標本化定理に関する概念で、AD変換で扱える最高周波数（標本化周波数の1/2）を指します。システムそのものの伝達特性ではありません。時定数・ゲイン・ステップ応答・インパルス応答はいずれも伝達特性を表します。

正解5

正解は「5」。静電エネルギーは W＝Q²/(2C) なので C＝Q²/(2W) です。電荷の単位C（クーロン）はA・sなので、(A・s)²÷(m²・kg/s²)＝A²・s²×s²/(m²・kg)＝s⁴・A²/(m²・kg) となります。（問題文のCは静電容量、ここでのCは電荷の単位クーロンを指しています。）

正解1

正解は「1」。静電状態の導体では内部の電界が0になり、電荷はすべて表面に分布します。内部に電位差がないので導体全体（表面を含む）が等電位になります。他の選択肢はいずれも「導体内部に電界や電荷がある」としており誤りです。

正解1

正解は「1」。この回路はブリッジ回路です。中央の横抵抗の両端の電位を比べると、左側の経路（1.0Ω＋1.0Ω）と右側の経路（1.0Ω＋1.0Ωと1.0Ω＋1.0Ω）で分圧比が等しく、両端が同電位になるため中央の横抵抗には電流が流れません。そこでこれを取り除くと、Rを含む経路は「上の横抵抗＋右上の縦抵抗」＝2.0Ω と「R＋下の横抵抗」＝2.0Ω が直列につながった4.0Ωの経路になります。よって I＝4.0V÷4.0Ω＝1.0A です。（なお回路全体の合成抵抗は、この4.0Ωの経路と左側2.0Ωの経路が並列で 4/3Ω、電池から流れる全電流は3.0Aになります。）

正解3

正解は「3」。変圧器では電圧が巻数比に比例するので、1：2 なら 10V×2＝20V になります。一方、周波数は変圧器では変化しないため50Hzのままです。

正解5

正解は「5（ｄ・ｅ）」。ｄの遮断周波数では出力は入力の 1/√2（約0.707倍、−3dB）に減衰するのであって1/2ではありません。ｅの位相差は周波数によって0°から−90°まで変化します。なお時定数は 10kΩ×0.1μF＝1ms、遮断周波数は 1/(2π×1ms)≒159Hz でａ・ｂは正しい記述です。

正解4

正解は「4」。理想変圧器では入力と出力の電力が等しくなります。1次側の電力は 450V×1A＝450W なので、2次側でも450Wが2Ωで消費されます。P＝I²R より I₂＝√(450÷2)＝15A となり、I₂/I₁＝15÷1＝15 です。

正解4

正解は「4（ｃ・ｄ）」。サーミスタは温度により抵抗が大きく変わる半導体、白金測温抵抗体は温度に対して抵抗がほぼ直線的に変化する金属で、いずれも抵抗変化を利用します。ａのCdSは光、ｂのサーモパイルとｅの熱電対は起電力（ゼーベック効果）を利用します。

正解2

正解は「2」。非反転増幅回路では反転入力の電位が入力と等しくなるため、Rには 1.0V がかかります。R＝1.0V÷10μA＝100kΩ です。増幅度は 1＋100kΩ/100kΩ＝2倍なので、20log₁₀2＝20×0.3＝6dB となります。

正解1

正解は「1（ａ・ｂ・ｃ）」。理想演算増幅器では入力抵抗が無限大、出力抵抗がゼロで、負帰還がかかっているため2つの入力端子の電位が等しくなるバーチャルショートが成立します。ｄの電圧利得は1倍、ｅは非反転増幅回路の一種です。

正解1

正解は「1」。これは2入力の反転加算回路で、Vₒ＝−R_f×(V₁/R₁＋V₂/R₂) です。帰還抵抗200Ω、入力抵抗はいずれも100Ωなので、Vₒ＝−(200/100)×5V−(200/100)×2V＝−10−4＝−14V となります。

正解1

正解は「1」。波長は λ＝光速÷周波数＝3×10⁸÷150×10⁶＝2m です。アンテナは波長の1/4の長さのときに最も効率よく送受信できるので、2m÷4＝0.5m が適切です。

正解3

正解は「3」。16進数の1桁は0〜15の16通りを表し、2進数では2⁴＝16なので4桁分に相当します。したがって2進数を最下位から4桁ずつ区切れば、そのまま16進数の各桁に変換できます。

正解4

正解は「4」。主記憶装置（メインメモリ）にはDRAMが使われます。HDD・SSD・CD-ROM・DVD-RAMはいずれも電源を切っても内容が残る補助記憶装置です。

正解4

正解は「4」。SMTPは電子メールを送信するためのプロトコルです。ネットワーク管理に用いられるのはSNMPで、名前が似ているので注意が必要です。

正解2

正解は「2」。集線装置（ハブやスイッチ）を中心に各機器が放射状につながる形をスター型といい、現在の有線LANの標準的な構成です。1台の機器やケーブルの障害が他に波及しにくい利点があります。

正解5

正解は「5」。ランサムウェアはファイルを暗号化したり画面をロックしたりして使えなくし、復旧と引き換えに金銭（身代金＝ransom）を要求するマルウェアです。医療機関でも電子カルテが被害を受ける事例が報告されています。

正解2

正解は「2」。HL7は患者情報・オーダ・検査報告など、医療情報システム間でやりとりする情報の標準規約です。DICOMは医用画像、MFERは生体信号、PACSは画像保存通信システム、RISは放射線部門情報システムです。

正解2

正解は「2」。生体の入出力関係は多くの場合、飽和や閾値をもつ非線形な特性を示し、広い範囲で比例することはありません。フィードバック制御・冗長性による補完・適応・学習はいずれも生体システムの特徴です。

正解4

正解は「4」。クーロン力は距離の2乗に反比例します。距離が 1×10⁻²m から 2×10⁻²m へと2倍になるので、力は 1/2²＝1/4倍になります。

正解3

正解は「3」。磁石がコイルに近づくときと遠ざかるときで磁束の変化の向きが逆になるため、誘導起電力の極性も反転します。またコイルの真上（最下点）を通過する瞬間は磁束が最大で変化率が0になるため電圧も0になります。振り子が最下点を通過する時間間隔は等しいので、波形も等間隔に並びます（間隔が不ぞろいな4は誤り）。1往復で正負が2回ずつ現れ、2往復ではその繰り返しになります。

正解2

正解は「2」。ファラデーの電磁誘導の法則より、誘導起電力は e＝N×(ΔΦ/Δt) です。N＝20、ΔΦ＝2.0−0.5＝1.5Wb、Δt＝3秒なので、e＝20×(1.5÷3)＝20×0.5＝10V となります。

正解5

正解は「5」。負荷に流れる電流は I＝8.0V÷48Ω＝1/6A です。内部抵抗による電圧降下は 9.0−8.0＝1.0V なので、r＝1.0V÷(1/6)A＝6.0Ω となります。

正解4

正解は「4」。交流の有効電力は P＝V（実効値）×I（実効値）×cosθ（力率）で求めます。実効値どうしの積だけでは皮相電力［VA］になり、実際に消費される電力にはなりません。

正解5

正解は「5（ｄ・ｅ）」。nチャネルFETの多数キャリアは電子で、CMOS回路は状態が変わるときだけ電流が流れるため消費電力が非常に小さくなります。ａの理想ダイオードの順方向抵抗は0、ｂのバイポーラトランジスタは電流制御素子、ｃのピエゾ効果は圧力センサに利用されます。

正解3

正解は「3」。図2は入力に抵抗、帰還にコンデンサを置いた反転積分回路です。出力は入力の時間積分に比例し、符号は反転します。図1は前半（0〜T/2）が負、後半が正の方形波なので、前半は出力が一定の傾きで上昇し、T/2を境に下降に転じる三角波になります。よって選択肢3です。

正解5

正解は「5」。図は反転増幅回路で、入力から見たインピーダンスは入力抵抗Rᵢそのものになり、無限大ではありません（無限大になるのは非反転増幅回路やボルテージフォロワです）。他の記述は反転増幅回路の性質として正しい内容です。

正解3

正解は「3」。dB表示ではCMRR＝差動利得−同相利得 で表されます。100dB＝Ad−(−20dB) より Ad＝100−20＝80dB となります。

正解1

正解は「1」。前段の2つのNAND素子は両方の入力を短絡しているのでインバータとして働き、それぞれ Ā と B̄ を出力します。これを後段のNAND（＝OR＋否定の形）に入れると、ド・モルガンの法則により (Ā＋B̄) の否定 ＝ A・B となり、全体としてAND演算になります。

正解2

正解は「2」。PWM（パルス幅変調）は、信号の振幅に応じてパルスの幅（デューティ比）を変える方式です。PAMは振幅、PPMは位置、PFMは周波数を変え、PCMは信号を数値に符号化する方式です。

正解2

正解は「2」。256階調は8bit＝1byteなので、1ピクセルあたりRGBで3byteです。1024×1024＝1,048,576ピクセルなので、3byte×1,048,576＝約3,145,728byte＝3MByte となります。

正解3

正解は「3」。平均を求めるには、入力のたびに個数を1ずつ数え（n ← n＋1）、入力値xを合計に足し込みます（s ← s＋x）。最後に合計を個数で割る（y ← s/n）ことで平均が得られます。

正解3

正解は「3」。クライアントが増えれば要求も増えるため、サーバの負荷はむしろ重くなります。軽減されるというのは誤りです。他の記述は正しい内容です。

正解5

正解は「5」。フィッシングは偽サイトやメールで認証情報をだまし取る手口で、USBメモリの使用とは関係ありません。紛失・不正持ち出し・故障による消失・マルウェアの持ち込みはいずれもUSBメモリに固有のリスクです。

正解2

正解は「2（ａ・ｅ）」。バイオメトリクス認証は身体的・行動的な特徴による本人確認で、指紋や虹彩、静脈、顔などが使われます。ｂ・ｃ・ｄはいずれも本人が知っている情報や所持している情報による認証です。

正解3

正解は「3」。前向き要素はゲイン1（素通し）で、2s のブロックが帰還側にある負帰還系です。加え合わせ点で Y＝X−2sY となるので、Y(1＋2s)＝X より Y/X＝1/(1＋2s) が得られます。