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高校物理 直流回路 この写真の問題について教えてください。

adachidaiki2351_0925さん

2017/12/1401:24:46

高校物理 直流回路 この写真の問題について教えてください。

問4なのですが、私は5mA 流れてきて抵抗側へ4.8mA電流が流れたので、電圧計側へは0.2mA流れたと思い、オームの法則で出しました。

18000オームとでたのですが、どうやら答えは違うようで約17000だそうです。この考え方は間違っているでしょうか教えてください。

電流計,電圧計,オーム,直流回路,電圧計側,高校物理,起電力

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2017/12/1706:34:35

その考え方は間違いです。
単純に5mA と 4.8mAの差分である0.2mAを使うのはこの問題の引っかけですかね。

図1と図2は別の回路になっているため、回路全体の合成抵抗も、回路全体を流れる電流値も異なります。

もし、単純に値が求まるのであれば、問題制作者は2つの回路図は記載しないのではないでしょうか。

また、(1)から(4)へと順序立てて誘導してくれています。
(1)の答えを(2)で、(2)の答えを(3)で、(3)の答えを(4)で使うような流になっています。途中で流れが変わったら間違っている合図からも知れません。


解答としては、
(1) 図2から、並列回路であるから電池Eの起電力が 3.6V

(2) 図1から、電流計にかかる電圧は、直列回路であるから電流計と”電圧計と抵抗R”で分圧され、起電力 3.6V - 電圧計 3.5V = 0.1V
電流計の内部抵抗は、電流計にかかる電圧 0.1V ÷ 電流計読み 5mA = 20Ω

(3) 図2から、電流計にかかる電圧は、電流計 4.8mA x 内部抵抗 20Ω = 0.096V (流れている電流値が図1と図2で異なるため、かかる電圧も異なる。)

図2から、”電流計+抵抗R”にかかる電圧は、並列回路であるから3.6V
抵抗Rにのみかかる電圧は直列回路だから分圧され、3.6V - 0.096V = 3.504V
電流計に流れている4.8mAはそのまま抵抗Rにも流れるため、抵抗Rの抵抗値は、3.504V ÷ 4.8mA = 730Ω

(4) 図1に戻って、抵抗Rに流れる電流は、並列回路であるから電圧計の読み3.5V ÷ 730Ω ≒ 4.795mA

図1の電流計に流れる電流は5mA、これが抵抗Rと電圧計で分流され、抵抗Rに流れる電流は4.795mAであるから、電圧計に流れる電流は、5mA - 4.795mA = 0.205mA

図1の電圧計にかかる電圧は3.5Vで、流れる電流は0.205mAであるから、電圧計の内部抵抗は、3.5V ÷ 0.205mA = 17,073Ω

あってますかね?

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