日本の電車史
1890年に上野公園で第2回内国勧業博覧会が催されたとき、藤岡市助がアメリカから持ち帰ったスプレーグ・システムによる路面電車2両を、東京電燈が公園内に450mの軌道を敷いて公開運転したのが日本の電車事はじめとなった。そしてその5年後の1895年には、京都市において京都電気鉄道が日本初の電車営業運転を開始した。さらに、名古屋電気鉄道、大師電気鉄道、小田原電気鉄道、豊州電気鉄道、江之島電気鉄道、宮川電気と続き、東京市（1943年に東京都となる）でも民営会社によって路面電車が開業し（後に市営化）、1903年には大阪市で初めて市直営の電車（大阪市電）が運行を開始した。
日本の電気機関車史
そのような情勢の中、1912年に信越本線の碓氷峠区間（横川駅 - 軽井沢駅）が電化され、そこで国有鉄道初となる電気機関車が使用されることになった。もともとこの区間はアプト式ラック鉄道と呼ばれる歯車を用いた車両を用いて急勾配を越える所であったが、それゆえに蒸気機関車では低速運転を強いられたことと、煤煙がひどく乗客や乗務員に難儀を強いることになったため、電化を行って改善をしようとしたのである。碓氷峠区間では、本線においてはトンネル断面の小ささから第三軌条集電方式を使用し、駅構内では感電の危険性があることから架線集電を採用していたため、この時使用された10000形（後のEC40形）機関車は架線・第三軌条両方の方式に対応できるものとなっていた。この電気機関車の威力は大きく、碓氷峠区間の所要時間はそれまでの1時間15分から49分に短縮された。