令和6年度豊橋技術科学大学第3年次入学者選抜学力検査問題

専岡科

目( 2電気・電子情報工学)

意
注事項

1

試験開始の合図まで,この問題冊子と解答用紙を開いてはいけません。

2

問題冊子の枚数は表紙,草稿用紙を含めて7枚です。

3

問題冊子とは別に解答用紙が8枚あります。解答は用紙の裏面にまわってはいけません。

4 問題は[1] [5]の 5 問より 3 問を選択して解答してください。
選択する問題の解答用紙の選択欄に0,選択しない問題の解答用紙の選択欄にXを明確に記入してください。選択欄が未記入の場合,または,記入が明確でない場合はXとみなします。

なお,問題を4問以上選択した場合は,全問0点となりますので注意してください。
5

試験開始の合図の後すぐに,すべての解答用紙の所定の箇所に受験番号を記入してください。

6

解答は必ず各問題別の解答用紙の所定の欄に記入してください。

7

落丁,乱丁,印刷不負羊明の箇所などがあれぱ,ただちに申し出てください。

8

問題冊子の余白は草稿用として使用しても構いません。

9

試験終了時刻まで退出してはいけません。

10

問題冊子は持ち帰ってください。

(叫訟油津)電気・電子情報工学‑1[ 1 ]以下の問いに答えよ。

U)図 1‑1に示すように,導体球A と同心の導体球殻Bが真空中に置かれている。導体球Aの半径はBhα[m]であり,導体球殻Bの内半径は可m],外半径はC[m]である。導体球Aには電荷を与えず,導体αC

A

球殻Bのみに+々[匂の正電荷を与える。導体球Aの中心からの距離をr[m]とし電位の基準は無限遠にとる。ここで,真空の誘電率をε。[F/m]とする。
図 1‑1

ア.4本以上の矢印を用いて電気力線を図示せよ。

イ・導体球Aの表面から導体球殻Bの内半径までの位置γ(αくγくめの玉界の大きさ三M[V/m]を求めよ。

ウ・導体球殻Bの外側の位置γ(γ>C)の電界の大きさ E IV/m]を求めよ。
エ.導体球Aの表面の電位V[V]を求めよ。
A①,︑＼ノ

真空中におし)2(ように長い導体3本が 1辺 d[m]の正三角形の頂点に平ノ行に配置している。導体Aに直流電流2ΠA]を流し,導体Bおよび導体Cには導体Aの電流とは反対方向にそれぞれ直流電流ΠA]を流す。ことで、真空の透磁率をμ。[H/m]とする。
ア.正三角形の中心の磁界の向きを図示せよ。

イ.正三角形の中心の磁界の大きさ H'[A/m]、ノ、、、ノJ、ノ、ノ、ノ、ノ、J、ノノ、、ノ、ノ、ノJB、ノ、ノ、ノdを求めよ。

ウ.導体Aに作用する単位長さ当たりの力の大きさ FA[N/m]を求めよ。

図 1‑2C電気・電子情報工学‑2[ 2 ]以下の問いに答えよ

0゛>a)図 2・Nこ・示すように,電圧源E,および電流源1,コンデンサ C,抵抗RD R ,らなる回路がある

R3スイッ

0

閉じてお りた。コンデンサCの初期電圧はO Vである^、',、、

あっ0ア.回路全体の合成抵抗R。を求めよ。
イ.抵抗R3にかかる電圧V3を求めよ。
ウ.スィツチS2も閉じた。抵抗R3にかかる電圧V を求めよ。

エ・ S2を開けた後,スィッチS.を開けた。 S を開けた時刻を t= 0とする。時列 tにおける電圧VKt)を,合成抵抗R。を用いて求めよ。

1匹1Ⅵ

R2RIE

S21↑
R3R4SIC

図2‑1

図2‑2に示すように,交流電源電圧EI, E2,および自己インダクタンスιからなアイ(2)る回路がある。各周波数はωとする

0

端子a・bから見た合成インピーダンスZ。を複素数で示せ。
図2‑2に示す端子a・b間に抵抗Rをっないだ図2‑3の回路において,テブナンの定理を用いて抵抗Rに流れる電流1を求め,複素数で示せ分母に虚数が<まれる場合は有理化せよ0ιιaιaιιb&1Nbヘ" 1勗

図 2‑2ιR&1Nヘ.1勗

図 2‑3

電気・電子情報工学‑3[ 3 ]以下の問いに答えよ

入0=

こだし PCC=5V,ン訟(ベース︑しノく、ーニス i旨し欠の問入し殆の値を求V80)

ミッタ間電圧

した

一一RE凡

アス

こおてランジスタ回うるよ

なと

1PE ア

Vとイポーラ

しト︑＼ノこ)1(不す0こ工ものとす

イ.上記の計算にもとづき, R〆凡の値を求めよ。

RRI
ンCC

ル、1・1、トR2

図3‑1(2)図3‑2に示す反転増幅器にっいて次の問いに答えよ。ただし,抵抗 R戸lkΩ,R.=5 kΩ,ν1=0.3 V とする。

ア・演算増幅器の差動利得豆を無限大と仮定したときの,出力電圧ν.と抵抗に流れる電流入の値を求めよ。

イ.演算増幅器の差動利得冱が 100倍のときの出力電圧ν'の値を求めよ。
RR

1→↓︑

十ν

ν

↑H,

図3‑2U0フフフー'tフフフー'

電気・電子情報工学‑4[ 4 ]以下の問いに答えよ

0(D 非周期性を有する連続時間信号f(t)の角周波数成分F(ω)を調べるため,次式で表現されるフーリエ変換が利用される

0F(の*j二〆(り.、川醗
ア・ t = 0 において⑳の振幅を, t‑0では0の振幅を有する連続時間信号α(リをフーリエ変換せよ0

イ・ t=0 からt= 1まで 1の振幅を,それ以外では0の振幅を有する連続時間信一︑工変換せよ

日で0<tを10の振幅を有するα>

リ三フー)

︑

こおし>=0t

ウ0(号h(t)をフーリエ変換せよ

0(2)連続時間における線形時不変システムに連続時闇信号χ(t)が入力されたと
き,線形時不変システムのインパルス応答g(t)が既知であれぱ次式によって線形時不変システムの出力信号y(t)を求めることができる
0y(り*j dりg←一りht= 0 からt=2 まで 1の振幅を,それ以外では0の振幅を有するインパルス
0

言万・ t 、'めた︑入力されたときのし゛︑力応答g(0を持っ線形時不変システムに, a)イ.に示される連続時間信号b(t)ア・上記の積分式を使って出力信号y(t)を求めるには,入力される連続時間信号h(0とインパルス応答8(t)の関係を下記の 5 つに場合分けして考える

0<=t3)e(<)d()(C)
h(<0t)(α各場合分けに応じた出力信号y(t)を求めよ。
イ(2)ア.で求めた出力信号y(t)の時間波形を描け。

電気・電子情報工学‑5[ 5 ]動きシリ ンダーとの摩擦はなく︑︑滑ら力)

ピス

こ

こだしト

ピストンの付いたシリンダーの中に理想気体Aを封入した。封入時の気体の圧力は6.0幻05 Pa,シリンダーの体積は0.010 m3 温度は30O Kであった。この状態を状態1とする。このとき,以下の問いに答えよ。
変化は準青争的に起とるものとする。また,気体定数Rは 8.3 Pa m3 K・1 m。1・]
定積熱容量C,を 12.5 J K、1 m01'1,定圧熱容量 CP を 20.8 J K・] m01‑1 とし,有効数字二桁で答えよ。
必要であれば以下の数値を用いてよい。
10g。10 = 2.3,]08。152.フ(D 封入されたAの物質量を求めよ

0(2)状態Rこ'ある Aを,圧力一定のままシリンダーの体積を 0.015 m3にホ化した。
この時のシリンダー内の温度及び変化させるために加えた熱量を求めよ。
(3)状態Rこある Aを,温度一定のままシリンダーの体積を 0.015 m3にホ化した。との時のシリンダー内の圧力及び変化させるために加えた熱量を求めよ。