Question

涼風

物理の電気の問題です。

黄色マーカーで引いたところの解説お願いします

合成抵抗
**120 【8分・12点】
合成抵抗
0
0
黒鉛筆で方眼紙のマスを濃く均一に塗りつぶして電気抵抗を作り, 合成抵抗の実験
をする。図1のように,2×1マスの太線を2本描き,太線の端を導線に接続し、
線の他端を端子に接続する。端子間の合成抵抗をテスターを使って測定する。ただ
し,同じ幅の太線の抵抗は長さに比例するものとし, 方眼紙は電気を通さないものと
する。
電気と磁気
2
2
①
端子
図1
問1 図2のように, 12×1マスの太線を描き加え,太線の端を導線で端子に接続す
る。この操作を繰り返して行い, 1回ごとに合成抵抗を測定する。 太線の数Mに
対する合成抵抗の測定値を示した図として最も適当なものを一つ選べ。
・・・・・・・・・・
黒鉛筆で塗りつぶした太線
M=3
4
6
太線の数 M
基 XXXXXXX
4 6
太線の数M
方眼紙
合成抵抗
合成抵抗
図2
0 2 4 6
0
端子
太線の数 M
2 4 6
テスター
太線の数 M
to
CHEESEN
COMERCICICIBERCO
MAR
MARCAS DE DESERONO
M=6
合成抵抗
0
2 4 6
太線の数M
問2 図3のように,太線を6等分した位置に針金の両端を接続し､ 針金の数を増や
しながら, そのつど合成抵抗を測定する。 最初の針金は太線の左端から2マス離れ
た位置に置き, 2マス間隔で順次針金を追加する。 針金の数NZ対する合成抵抗
の測定値を示した図として最も適当なものを一つ選べ。 ただし, 針金の抵抗と太さ
は無視できるものとする。
合成抵抗
合成抵抗
針金
トートート
①
2012345
針金の数N
4
N=1
① 0.50
012345
合成抵抗
②1.0
合成抵抗
図3
012345
②
③ 1.5
針金の数N
⑤
012345
§4 電流 155
導線:
図 4
④ 3.0
BE WA BA
針金の数N
針金の数N
間3 図4のように,太線を3等分した二つの位置に抵抗と太さが無視できる針金の
両端を接続し,さらに, 2本の針金を導線で接続する。 12×1マスの太線1本の抵
抗を3.0kΩとすると, 合成抵抗の値はいくらか。 ただし, 導線の抵抗は無視でき
るものとする。
kΩ
de 48 48
N=5
合成抵抗
012345
針金の数N
⑤ 6.0

AVは、オー
する。各抵抗線
しいグラフは
11
6
数M
である。ここで,針金の両端の電位は等しく,
針金には電流は流れない。したがって,図3の
ように針金を接続しても太線に流れる電流は,
接続する前と変わらない。よって, 合成抵抗
は、針金の本数によらず,太線2本の合成抵抗
に等しい。 正しいグラフは③。
問3 針金の間に接続した導線の抵抗は無視
できるので,導線にかかる電圧は0Vである。
したがって, 2本の針金にはさまれた太線にか
かる電圧も OV になり, この太線の部分には電
流は流れない (太線には抵抗があることに注
意)。図4の回路は具の抵抗を2本並列に接続一
したものを直列に接続した回路と等価である
(右下図)。
3
具の抵抗を2本並列に接続した合成抵抗は,
3 3\-1 R
+
R R
6
これと同じ抵抗を直列に合成したものが全体の
抵抗であるから,
となる。
R+R_R_3.0kΩ
6 6 3
3
-=1.0kQ
m
V1
V₁
針金
R3
13 314
V
OV
S
解答・解説 177
導線
IMPACHE
OV
|ト
針金
3
R
3
INO
Box 29. 電流
電流
導線の断面を単位時間当たり通過する電気量の
大きさ。導体を流れる電流の担い手は自由電子
である。 電流の向きと自由電子が移動する向き
は逆である。
電子の電荷の大きさをe, 単位体積あたりの自由電子の数をn, 自由電子の速さ