第２１回 臨床工学技士 国家試験 問題と解説 （午後の時間のみで実施） 第21回 1 【問題１】 図のように正三角形の頂点Ａ，Ｂ，Ｃにそれぞれ－ｑ［Ｃ］， －ｑ［Ｃ］，＋ｑ［Ｃ］の電荷がある。 頂点Ａにある電荷に働く力の向きはどれか。ただし、向き は辺ＢＣに対する角度で表す。 １．０度， ２．６０度， ３．９０度 ４．１２０度， ５．１５０度 医用電気工学２（pp.9-13） 図1-10参照 力の大きさは同じ 引き合う／反発する 力をベクトルで表す 第21回 2 【問題２】 一様な磁界の中に８Ａの電流が流れている直線状の導 線がある。 この導線１ｍ当たりに作用する力はどれか。 ただし、磁束密度は０．５Ｔ、磁界と電流の間の角度は３０ 度とする。 １． ２． ３． ４． ５． ０．５Ｎ ０．９Ｎ ２．０Ｎ ３．４Ｎ ４．０Ｎ 医用電気工学２（pp.136-137）式（7-6） 磁束密度の単位（p.122） 𝑊𝑏 = 𝑇 = [𝑁/𝐴 ∙ 𝑚] 2 𝑚 第21回 3 【問題３】 一回巻きコイル内の磁束がｓｉｎωｔ［Ｗｂ］で表される とき、コイルに生じる起電力の大きさはどれか。 １．ｃｏｓωｔ［Ｖ］ ２．ωｃｏｓωｔ［Ｖ］ ３．１／ωｃｏｓωｔ［Ｖ］ ４．ωｓｉｎωｔ［Ｖ］ ５．１／ωｓｉｎωｔ［Ｖ］ 医用電気工学２（p.146） １回巻きのコイルを貫く磁束が短い 時間Δ𝑡の間にΔΦだけ変化したとき， 発生する誘導起電力 ΔΦ 𝑉 𝑡 =− [𝑉] Δ𝑡 コイルの巻き数が𝑛の場合 ΔΦ 𝑉 𝑡 = −𝑛 [𝑉] Δ𝑡 第21回 4 【問題４】 図の回路の合成静電容量は どれか。 １．１．２μＦ ２．２．０μＦ ３．２．４μＦ ４．４．０μＦ ５．４．８μＦ 第21回 5 【問題５】 最大容量５００ｐＦの可変コンデンサがある。 容量を最大にして直流５００Ｖの電源に接続した。 その後、電源から切り離して２００ｐＦに容量を減少させ た。可変コンデンサの端子電圧は何Ｖになるか。ただし、 コンデンサは無損失とする。 １．２００ ２．３２０ ３．５００ ４．７９０ ５．１２５０ 電荷と電圧の関係：Q=CV コンデンサを電源から切り離す →電荷量は変化しない コンデンサが切り離された状態では， Cを変えても電荷Qは変化しない． Q=CVは常に成り立つ． 第21回 6 【問題６】 長さが等しい２本の円柱状導線Ａ，Ｂがある。 Ａの導電率はＢの導電率の１．２５倍、Ａの直径はＢの 直径の２倍とする。 Ａの抵抗値はＢの抵抗値の何倍か。 １．０．２ ２．０．４ ３．２・５ ４．５ ５．１０ 医用電気工学１（pp.28-30） 電気抵抗と物質の抵抗率 𝑙 𝑙 𝑅=𝜌 = [Ω] 𝑆 𝜎𝑆 1 𝜌: 抵抗率，𝜎 = :誘電率 [S/m] 𝜌 第21回 7 【問題７】 図の回路で抵抗２００Ωに０．１Ａの電流が流れてい る。電圧Ｅは何Ｖか。 １．２０ ２．５０ ３．７０ ４．９０ ５．１１０ 第21回 8 【問題８】 図の回路のインピーダンスの絶対値はどれか。 ただし、ωは角周波数である。 第21回 9 【問題９】 図の回路の交流電源の周波数ｆを変化させたとき、電流𝑖の振幅に ついて正しいのはどれか。 ただし、回路の共振周波数を𝑓0 とする。 １． 𝑓0 付近では𝑓に比例する。 ２． 𝑓0 付近では𝑓に反比例する。 ３． 𝑓0 / 2から 2𝑓0 の間で一定となる。 ４． 𝑓0 で最大となる。 ５．𝑓0 で最小となる。 合成インピーダンス𝑍(𝑗𝜔) を求める．共振周波数（𝑓𝑜 ） 付近で𝑍(𝑗𝜔)変化を調べる． 𝑍(𝑗𝜔)が大きい→電流は小さい 𝑍(𝑗𝜔)が小さい→電流は大きい 第21回 10 【問題１０】 図の回路の二次側で消費する電力はどれか。 ただし、変圧器は理想的であり、巻数比は１：１０とする。 １．０．０１Ｗ ２．０．１Ｗ ３．１Ｗ ４．１０Ｗ ５．１００Ｗ 第21回 11 【問題１１】 １００ｇの冷水が入った保湿ポットに電気抵抗４２Ωの ニクロム線を入れて直流１Ａを１０秒間通電した。 水の温度上昇はどれか。ただし、比熱を4.2[𝐽/(𝑔𝐾)]と する。 医用電気工学１（pp.67-69） １． １．０℃ 比熱＝物質１ｇの温度を１℃上げるのに ２． ４．２℃ 必要な熱量 𝑚[g]の水を𝑘[℃]上げるのに必要な熱量 ３． １０℃ ＝比熱×𝑚 × 𝑘[𝐽] ４． １８℃ 抵抗𝑅に電流𝐼を𝑡秒流したときの熱量＝ ５． ４２℃ 𝑅𝐼2 𝑡[𝐽] 第21回 12 【問題１２】 発光素子はどれか。 １．ホトダイオード ２．サイリスタ ３．ＬＥＤ ４．ＣｄＳ ５．ＣＣＤ 第21回 13 ホトダイオード： 光を電流に変換する素子 発光ダイオード： 電流を光に変換する素子 サイリスタ（SCR）： スイッチ動作を行う半導体素子． LED： 発光ダイオード．順方向に電圧を加えた際に発光す る半導体素子． CdS： CdS（硫化カドミウム）を使用した光センサーで，光の 強さに応じて電気抵抗が低下する抵抗器 CCD： 電荷結合素子 ( Charge Coupled Device)．画像を電気 信号に変換する際に、受光素子が光から発生した電荷を読 み出すためにCCDを用いて転送を行う． 第21回 14 【問題１３】 半導体について正しいのはどれか。 ａ．温度が上昇しても抵抗は変化しない。 ｂ．不純物を含まない半導体を真性半導体とよぶ。 ｃ．Ｓｉに第３族のＧａを加えるとｐ形半導体になる。 ｄ．ｎ型半導体の多数キャリアは正孔（ホール）である。 ｅ．ｐｎ接合は発振作用を示す。 １．ａ，ｂ ２．ａ，ｅ ３．ｂ，ｃ ４．ｃ，ｄ ５．ｄ，ｅ 医用電子工学（pp.9-15），図1-17 抵抗の温度変化：金属は温度が高くなると抵抗が大き くなり、半導体は抵抗が小さくなる 第21回 15 【問題１４】 図２の回路に図１の電圧𝑣𝑖 が入力されたとき，出力 電圧𝑣𝑜 を次のページから選択せよ． 第21回 16 問題１４（続き） 第21回 17 【問題１５】 図の回路の動作として正しいものはどれか？ １．差動増幅回路 ２．反転増幅回路 ３．非反転増幅回路 ４．微分回路 ５．積分回路 第21回 18 【問題１６】 図の回路において入力電圧ｖｉと出力電圧ｖＯの関係を表 す式はどれか。ただし、Ａは理想演算増幅器とする。 第21回 19 【問題１７】 図の回路に周波数𝑓の正弦波電圧𝑣𝑖 を入力した．出力電圧𝑣𝑜 につ いて正しいのはどれか。Ａは理想演算増幅器とし，𝑓0 = 1/2𝜋𝐶𝑓 𝑅𝑓 と する。 ａ．𝑓が𝑓0 より十分小さければ 𝑣𝑜 = (𝑅𝑓 /𝑅𝑖 )𝑣𝑖 となる。 ｂ． 𝑓が𝑓0 より十分大きければ 𝑣𝑜 = 𝑅𝑓 /𝑅𝑖 𝑣𝑖 となる。 ｃ．𝑓 = 𝑓0 で𝑣𝑜 の振幅は最大となる。 ｄ． 𝑓が𝑓0 より十分小さければ 𝑣𝑜 の振幅は０に近づく。 ｅ． 𝑓が𝑓0 より十分大きければ 𝑣𝑜 の振幅は０に近づく。 第21回 20 【問題１８】 通信方式について正しいのはどれか。 ａ．信号の振幅に応じて搬送波の位相を変調する方式を ＰＷＭという。 ｂ．信号の振幅に応じて搬送波の振幅を変調する方式を ＦＭという。 ｃ．信号の振幅をパルス符号に対応させて変調する方式 をＰＣＭという。 ｄ．０，１の２値信号を周波数の行程に対応させて変調す る方式をＦＳＫという。 ｅ．伝送路の周波数帯域を分割して多チャネル信号を多 重化する方式をＴＤＭという。 １．ａ，ｂ， ２．ａ，ｅ， ３．ｂ，ｃ， ４．ｃ，ｄ， ５．ｄ，ｅ 第21回 21 【問題１９】 振幅変調において搬送波の周波数を９００ｋＨｚとしたと き、被変調波の側波帯周波数が８９５ｋＨｚと９０５ｋＨｚで あった。 信号波の周波数はどれか。 １．５ｋＨｚ ２．１０ｋＨｚ ３．８９５ｋＨｚ ４．９０５ｋＨｚ ５．１８００ｋＨｚ 第21回 22 【問題２０】 振幅変調において、搬送波の振幅が１０Ｖ、信号波の 振幅が２Ｖである。 変調率はどれか。 １．１０％ ２．２０％ ３．３０％ ４．４０％ ５．５０％ 第21回 23 【問題２０】 振幅変調における変調率 信号波 𝑣𝑠 𝑡 = 𝑉𝑠 sin(2𝜋𝑓𝑠 𝑡) 搬送波 𝑣𝑐 𝑡 = 𝑉𝑐 sin(2𝜋𝑓𝑐 𝑡) 振幅変調波 𝑣𝐴𝑀 𝑡 = 𝑉𝑐 + 𝑉𝑠 sin 2𝜋𝑓𝑠 𝑡 sin(2𝜋𝑓𝑐 𝑡) 𝑉𝑠 = 𝑉𝑐 1 + sin 2𝜋𝑓𝑠 𝑡 sin(2𝜋𝑓𝑐 𝑡) 𝑉𝑐 変調度（変調指数，変調率） 𝑚 = 第21回 𝑉𝑠 𝑉𝑐 24 【問題２１】 周波数変調について正しいのはどれか。 ａ．搬送波の振幅が変化する。 ｂ．振幅変調に比べ伝送路を占有する周波数帯域が狭い。 ｃ．情報を符号によって表す。 ｄ．振幅変調に比べ雑音に強い。 ｅ．医療用テレメータに使われている。 第21回 25 【問題２１】 周波数変調では信号によって搬送波の周波数が変 化する． 周波数変調の占有帯域は振幅変調よりも広い． 雑音は振幅変化として加わるが，FMは振幅で情報を 表していないために雑音の影響を受けない（雑音に 強い）． 情報を符号（1,0）で表す方式はディジタル変調である． 周波数変調はアナログ変調である． 周波数変調は医療用テレメータに用いられている． 第21回 26 【問題２２】 図の信号波をパルス幅変調した波形はどれか。 第21回 27 【問題２３】 (1 + 𝑗)(1 − 𝑗)と等しいのはどれか。 ただし、𝑗は虚数単位である。 1. 0 2. 2 3. 2 4. 2 − 𝑗 2 5. 2 + 𝑗 2 第21回 28 【問題２４】 誤っている組み合わせはどれか。 １．ＣＰＵ―――――中央演算処理装置 ２．ＤＩＣＯＭ―――ディジタル画像圧縮の企画 ３．ＤＮＳ―――――ネットワークドメイン名とＩＰアドレスの 変換 ４．ＩＳＤＮ――――電話回線を用いたディジタル通信 ５．ＭＯＤＥＭ―――通信用変調復調装置 第21回 29 【問題２４】 DICOM(ダイコム）Digital Imaging and COmmunication in Medicineの略で、CTやMRI、CRなどで撮影した医用画像 のフォーマットと、それらの画像を扱う医用画像機器間の 通信プロトコルを定義した標準規格 Domain Name System（ドメイン ネーム システム、DNS） インターネットを使った階層的な分散型データベースシス テム．現在では，主にインターネット上のホスト名や電子 メールに使われるドメイン名と、IPアドレスとの対応づけを 管理するために使用されている。 第21回 30 【問題２５】 記憶装置はどれか。 ａ．ＣＤＭＡ ｂ．ハードディスク装置 ｃ．ＭＯ装置 ｄ．ＵＳＢメモリ ｅ．ＬＡＮカード １．ａ，ｂ，ｃ ２．ａ，ｂ，ｅ ３．ａ，ｄ，ｅ ４．ｂ，ｃ，ｄ ５．ｃ，ｄ，ｅ 第21回 31 【問題２５】 CDMA（Code Division Multiple Access） 符号分割多元接続 この技術を用いた移動通信システムcdmaOneおよびCDMA2000、 CDMA2000 1xの略称． MO：光磁気ディスク（ひかりじきディスク、Magneto-Optical disk （disc）） 赤色レーザー光と磁場を用いて磁気記録を行い、レーザー光を用 いて再生を行う記録媒体． Local Area Network（ローカル・エリア・ネットワーク） 広くても一施設内程度の規模で用いられるコンピュータネットワー クのこと。一般家庭、企業のオフィスや研究所、工場等で広く使用 されている。 第21回 32 【問題２６】 記憶情報を保持しておくために再書込み操作が必要 なのはどれか。 １．ＣＤ－ＲＯＭ ２．ＤＶＤ－Ｒ ３．ＥＰＲＯＭ ４．ＳＲＡＭ ５．ＤＲＡＭ 第21回 33 【問題２６】 DRAM 読み書きが自由に行えるRAMの一種で、コンデンサとトランジスタ により電荷を蓄える回路を記憶素子に用いる。情報の記憶が電荷 によって行われ、電荷は時間と共に減少することから、一定時間 毎に記憶保持のための再書き込み(リフレッシュ)を行う必要がある。 コンピュータの電源を落とすと記憶内容は消去される。 EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) デバイスの利用者が書き込み・消去可能なROMである。電源を切っ ても記憶内容が保持される不揮発性メモリである。 第21回 34 【問題２７】 コンピュータネットワークのセキュリティを高めるのはど れか。 ａ．ファイアウォール ｂ．アンチウイルスソフト ｃ．動画配信 ｄ．検索サービス ｅ．ディジタル署名 １．ａ，ｂ，ｃ， ２．ａ，ｂ，ｅ， ３．ａ，ｄ，ｅ ４．ｂ，ｃ，ｄ， ５．ｃ，ｄ，ｅ 第21回 35 【問題２８】 コンピュータネットワークについて正しい組み合わせはど れか。 ａ．ＡＤＳＬ―――――総合サービスディジタル網 ｂ．ＬＡＮ――――――広域ネットワーク ｃ．ＴＣＰ／ＩＰ―――インターネットの通信プロトコル ｄ．ＨＴＴＰ―――――ハイパーテキスト転送プロトコル ｅ．ＦＴＴＨ―――――電話用銅線 １．ａ，ｂ， ２．ａ，ｅ， ３．ｂ，ｃ， ４．ｃ，ｄ， ５．ｄ，ｅ 第21回 36 【問題２８】 ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line：非対称デジタル加入者線） ツイストペアケーブル通信線路（一般のアナログ電話回線）を使用す る上り（アップリンク）と下り（ダウンリンク）の速度が非対称 （Asymmetric）な高速デジタル有線通信技術 ISDN（アイエスディーエヌ，Integrated Services Digital Network，サー ビス総合ディジタル網） 交換機・中継回線・加入者線まで全てデジタル化された、パケット通 信・回線交換データ通信にも利用できるデジタル回線網である。高 速で高品質な回線サービスを提供する． FTTH：Fiber To The Home（ファイバー・トゥ・ザ・ホーム） 光ファイバーを伝送路として一般個人宅へ直接引き込むアクセス 系光通信の網構成方式． 第21回 37 【問題２９】 １画面３００ｋｂｉｔで構成されるディジタル画像を伝送したい。 １秒間に３０枚の速度で画像伝送するとき、通信回線に要 求される最低伝送速度はどれか。 ただし、データ伝送時に圧縮符号化等の処理は行わず、 画面構成データ以外のデータは無視する。 １．３００ｋｂｐｓ ２．９００ｋｂｐｓ ３．３Ｍｂｐｓ ４．９Ｍｂｐｓ ５．３Ｇｂｐｓ 第21回 38 【問題３０】 ２進数１１．０１は１０進数でどれか。 １． ２． ３． ４． ５． ３．０１ ３．２５ ３．５ ５．１２５ ５．７５ 第21回 39 【問題３１】 真理値表に対応する論理回路はどれか。 第21回 40 【問題３２】 真理値表に対応する論理回路はどれか。 １．ＡＮＤ演算 ２．ＮＡＮＤ演算 ３．ＯＲ演算 ４．ＮＯＲ演算 ５．Ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ ＯＲ演算 第21回 41 【問題３３】 円で表される集合Ａ，Ｂ，Ｃがある。図の網掛け部分 に対応する論理式はどれか。 1 𝐴∙𝐵∙𝐶 2 𝐴∙𝐵∙𝐶 3 𝐴+𝐵∙𝐶 4 𝐴∙𝐵+𝐶 5 (𝐴 + 𝐵) ∙ 𝐶 第21回 42 【問題３４】 フィードバック制御系の特徴として正しいのはどれか。 ａ．フィードフォワード制御系よりも制御対象の特性変化 の影響を受けやすい。 ｂ．フィードフォワード制御系よりも外乱の影響を受けや すい。 ｃ．閉ループ制御系である。 ｄ．制御するためには出力の計測が必要である。 ｅ．系の時間遅れが安定性に影響する。 １．ａ，ｂ，ｃ ２．ａ，ｂ，ｅ ３．ａ，ｄ，ｅ ４．ｂ，ｃ，ｄ ５．ｃ，ｄ，ｅ 第21回 43 【問題３５】 図のシステム伝達関数はどれか。 第21回 44 勉強の仕方 （ノートやメモにまとめる／やりっ放しにしない） 似たような用語が出てきて，混乱する場合があります．そのような ときは，簡単にノートにまとめてください．又，問題を解いたときに 見られない用語があれば，それをノートに写したり，付箋をして，あ とでその用語の解説を調べノートや付箋に書いておくと早く身につ くし，時間の節約にもなります．「自分なりにまとめること」，「書くこ と」は理解を深めます．やりっ放しにしないで，一歩一歩，地道に進 めてください． 第21回 45 勉強の仕方 （過去問は重要→内容を理解することがもっと重要） 国家試験では，既出問題が良く出題されるので，過去問を勉強す ることはかなり有用です．過去５年分程度をしっかりやる． ①問題の答えだけを求めるのではなく、選択肢一つずつ○か×か を考えること． ② 選択肢の内容が誤っていれば，どこが誤っているのかを考え， 正しく訂正すること． ①と②を確実に行うと内容がよく理解できます．何故，正しいのか 又誤っているのかが分かると，問題の内容が少し変わっても対応 できます．また，内容を理解して記憶すると，忘れにくいです．忘れ ても，何かを手がかりに思い出す（導き出す）ことができます． 第21回 46 問題文をしっかり読む 問題をよく読んで，その問題の主旨が「正しいのを選ぶ」のか 「誤っているのを選ぶ」のかを判断する必要があります．これを 怠ると誤解答や記入ミス，時間のロスにも繋がる．問題文をしっ かり読むことは問題を解くより重要です．例えば，「誤っているの を選べ」と書いてあれば，その問題文に下線を引くとか，印をつ けるなどしてミスを無くす方法もあります．解ける問題を間違える ことほど悔しいことはありません． 第21回 47
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