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抵抗のつなぎ方で電流の値が変わる。その1(2020年兵庫)

 

抵抗の大きさを求める

 表3は,3種類の抵抗器X~Zのそれぞれについて,両端に 表3 加わる電圧と流れた電流をまとめたものである。ただし,抵抗器X~Zはオームの法則が成り立つものとする。

 

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X,Y,Zはオームの法則が成り立つのだから、抵抗の大きさを求めておく。

 電圧V 抵抗R 電流I都すると V=RI

 

小数は分数で考える 

mAをAにして計算する。mA→A は1000で割る。この時小数ではなく分数で考える。

0.750=\dfrac{750}{1000}

0.375=\dfrac{375}{1000}

0.150=\dfrac{150}{1000}

R=\dfrac{V}{I}

 

割り算は分数の逆数をかける

 抵抗Xは

3.0 \times \dfrac{1000}{750}=3.0 \times \dfrac{4}{3}=4.0Ω

抵抗Yは

3.0 \times \dfrac{1000}{375}=3.0 \times \dfrac{8}{3}=8.0Ω

抵抗Zは

3.0 \times \dfrac{1000}{150}=3.0 \times \dfrac{20}{3}=20Ω

 

ということで

 抵抗X 4Ω

 抵抗Y 8Ω

 抵抗Z 20Ω

 

抵抗のつなぎ方

図4のような装置をつくった。この装置の端子 A,Bと電源装置をつなぎ 6.0 V の電圧を加え電流の大きさを測定したのち,端子C,Dにつな ぎかえ再び 6.0 Vの電圧を加え電流の大きさを測定すると,電流の大きさ が3倍になることがわかった。このとき箱の中の抵抗器X~Zはそれぞれ。 端子B 端子 A~Dとどのようにつながれているか,箱の中のつなぎ方を表した図 として適切なものを,次のア~エから1つ選んで,その符号を書きなさい。

 

CD間に流れる電流はAB間の3倍である。

このことから AB間の抵抗はCD間の抵抗の3倍である。

このようになる組み合わせを考える

 AB間が 24  CD間が8になると

24=8 \times 3

になるので、

AB間は XとZが直列 CD間

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答えはになる
は Yのみという組み合わせが考えられる。

 

計算力が勝負 2021年の群馬県の解説動画

youtu.be

 

抵抗のつなぎかたとでんりゅうについての動画解説(2014年愛知)

youtu.be

 

ポイント

 ブラックボックス内の抵抗のつなぎ方という問題は出題例が多い。

 電圧が一定のとき抵抗の大きさと電流の大きさは反比例する

 

抵抗2個を直列接続をすると抵抗値は大きくなる

抵抗2個を並列接続をすると抵抗値は小さくなる

 

抵抗値が小さいほど大きい電流が流れる

並列につなぐと大きな電流が流れるb

直列につなぐ小さな電流が流れる

 

この関係から答える

 

計算を間違わないようにするため、小数で計算せずに分数で計算する。

分数で割るときは逆数をかける