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Physics Undergraduate

弘前大学の物理の回路の問題なのですが、図1でスイッチS₁をa側に接続し、スイッチS₂をd側に接続したとき(操作2のとき)、電流はどのように流れるのでしょうか?

2024年度 前期日程 20 問題 2 い。 以下の文章中の空欄を埋めなさい。 弘前大 から 7 ① は、数値や記号 を用いて書きなさい。 (ア)から(エ)は,説明と計算式、答えを書きなさ 内部抵抗を無視できる電圧 V [V] の電池, 抵抗値 2R [Ω] の抵抗R から R4 お よび抵抗値R(Ω)の抵抗 R5, スイッチ S1 S2 と電圧計で構成された図1に示す 回路を考える。 電圧計の内部抵抗は十分に大きく, 電圧計を流れる電流は無視 きるものとする。 2本の線が交わる箇所での電気的なつながりについては, に相当する箇所が現れることがある。 この両端の点g-h間の合成抵抗は 右下の注に示すとおりである。 なお、 図1の回路の中には,電気的に図2の回路 ① [Ω] である。 図1 操作1:はじめに, スイッチ S」 をb側に接続し, スイッチS2をd側に接続した。 このとき電圧計の値は 〔V〕を示した。 ② RI 弘前大 このとき電 なった。ま 操作 4 : 最後に、ス 操作2:つぎに,スイッチS を a側に接続し, スイッチ S2をd側に接続した。 このとき電池から電流I = I [A] が流れた。 この回路全体で1秒間に生 じるジュール熱の総量は,I と V を用いて表すと ③ [J]となっ また,抵抗R] に流れる電流は, I を用いて表すと が h = ④ 表すと Iz = ⑤ て表すと(イ)[V] となった。 [A]となった。また,このときの電流Iは,V, Rを用いて表すと I = (ア)[A] である。 電圧計の値は, V を用い | [A] となった。 抵抗 R5 に流れる電流 I2 は, I を用いて 操作3:スイッチ S を b側に接続し, スイッチS2をc側に接続した。 このとき電池から電流I=I[A] が流れた。 抵抗 R1 に流れる電流」 [A] となった。また,電圧計の値 は,Iを用いて表すと L = は,Vを用いて表すと(ウ)〔V〕となった。

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(2)計算式を教えてください 答え18

て、質量 ふくませ、 一示した E 2.4 2.4 えな った 次の 2 次の実験について、 あとの問いに答えなさい。 〔実験〕 水に溶けた物質を、 再びとり出せるかどうか調べるために、 次の手順 ①〜③で実験を行った。表は、塩化ナトリウムと硝酸 カリウムの溶解度を示したものである。ただし、 溶解度は水 100gに溶ける物質の最大の質量 〔g〕 の値を表す。 ① 図のように、 ビーカーA とビーカーBにそれぞれ 60℃の水 100gを入れ、 ビー カーAに塩化ナトリウム の結晶を、 ビーカーBに硝 Nacl 酸カリウムの結晶をそれ 図 塩化ナトリウム 硝酸カリウム ぞれ35g入れ、 すべて溶 Ca Noz けるまでかき混ぜた。 ビーカーA ビーカー B (2) ビーカーAとビーカーBの水溶液の温度が10℃になるま でゆっくりと冷却した。 (3) ②のあと、 ビーカーAの水溶液では結晶が出てこなかっ たが、 ビーカーBの水溶液では結晶が出てきたので、その結 晶をろ過によってとり出した。 表 水の温度 [℃] 0 10 20 40 60 塩化ナトリウム 38 38 38 38 39 硝酸カリウム 13 22 32 64 109 (1) 〔実験〕の①のビーカーAで、 塩化ナトリウムが水に溶けている ようすをモデルで表したものとして最も適当なものを、次のア~ エから選びなさい。 ただし、 ナトリウムイオンを、塩化物イオン を○で示している。 ア イ I 12 2 ×100 135 16 13512300 2135 858 ★ 400 (2)〔実験〕の②のビーカーBの水溶液の温度が10℃になったとき、 ビーカーBの水溶液の質量パーセント濃度は何%か。 小数第1位 を四捨五入して、 整数で答えなさい。

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(1)②a計算式と、なぜそうなるのかを教えてください 1.3

このように, 電源装置, 抵抗器 A, 電気抵 抗5Ωの抵抗器 B, スイッチ1, スイッチ2, 電流計, 電圧計, 端子を用いて回路をつくり, スイッチ1のみを入れて, 抵抗器Aの両端に加 わる電圧と回路を流れる電流を測定した。 図13 は,その結果をグラフに表したものである。 次 に,図14のように, 電源装置, 抵抗器 A, 抵抗 器 B, スイッチ 1, スイッチ 2, 電流計,電圧 計, 端子を用いて回路をつくり, スイッチ1の みを入れて,電流を流し, 電流計が示す値を読 んだ。 その後, スイッチ1を入れたままスイッ チ2を入れたところ, 電流計が400mAを示した。 ① 図13より, 抵抗器Aの電気抵抗は何Ωか。 計算して答えなさい。 ② 図14の回路について,次のa, b の問いに 答えなさい。 図 12 端子 電源装置 スイッチ1 電圧計 電流計 抵抗器 A 抵抗器 B スイッチ2 0.5A 500 400 図 13 電 300 流 (mA) 200 100 0 1 2 3 |4 電圧(V) a 下線部について,このとき, 電圧計は何 Vを示すか。 小数第2位を四捨五入して書 きなさい。 b次の 図 14 スイッチ1 [電源装置 抵抗器 A の中の文が,スイッチ1のみ 10 0555 を入れた状態と, スイッチ 1, 2を入れた 状態の電気抵抗の大きさと電流計の示す 値の変化について述べたものとなるよう に、文中の(あ),(い)のそれ ぞれに補う言葉の組合せとして,下のア~ エの中から正しいものを1つ選び, 記号で 端子 電流計 電圧計 スイッチ 2 抵抗器B

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