問題解答                戻る

問110

(1) ma＝−e E
　　　　(2) v一定のときは ma＝−e E＋kv＝0    ∴   v＝e E／k
　　　　(3) E＝V／l，i＝vSne から

問111

(1)(2) 対称性からab間とac間の電位差はそれぞれ等しい。したがってbc間に電流は流れない。よって抵抗R₀に電流は流れないので，R₀がなくても結果は同じである。　I₀＝0，V_bc＝0
(3) 2RとRの直列接続で3Rになり，これが並列に２つ接続されているから
　　　
(4) それぞれが等電位になっている点は，b と d，c と e と g，f と h だから，等電位の点を図示して等価回路を考えるとつぎのようになる。
図２でbe間には抵抗値Rの抵抗が２個並列に入っており，de，ef，eh間も同じである。
　　　よってR_be,＝R_de＝R_ef＝R_eh＝
(5) 図３で考えるとすべての抵抗にの電流が流れているので，ai 間の電位差は
　　　

問112

�@電流計は内部抵抗小，電圧計は内部抵抗大にする必要がある。
�A最大目盛りより大きい値を測定したい場合
　電流計では外部抵抗を並列に
　電圧計では外部抵抗を直列に接続する
　電流計，電圧計は電気抵抗の直列並列接続の例と考えればよい
(1) 10[V]の電圧計にするためには，抵抗r ' を直列に接続する
　    I_max＝10×10⁻³＝
   　    ∴　r '＝1000−10＝990＝9.9×10²[Ω]
   100[mA]まで測定可能な電流計にするにはr ' を並列に接続する。

10×(10×10⁻³)＝(90×10⁻³)r '
　∴　r '＝100/90＝1.11＝1.1[Ω]

(2) 電圧計r_V＝990＋10＝1.0×10³[Ω]
　　電流計 r_V＝＝1.0[Ω]
(3) 図１では i＝i_V＋i_R，V＝i_R･R     ∴  R₁＝
　　図２では V＝i (R＋r_Ａ)　　∴　R₂＝＝R＋r_A ＞R
       　　　　　∴　　R₂＞R＞R₁

問113

(1) 図のように電流の大きさ，向きをI₁，I₃，I₄とすると
　　　　I₁＝I₃＋I₄，2＝I₁(10＋R₂)＋20I₃
　　　　10＝I₄(40＋60)−20I₃
(2) R₂＝15[Ω]として(1)より
　　　　I₁＝0.088[A]，I₃＝−0.01[A](図と逆向きに流れる)，
　　　　I₄＝0.098[A]
　　また，V_AB＝20I₃＝0.2[V] (V_A＞V_B)，
　　　　R₁：Ａ→R₁向きに0.088[A]，
　　　　R₄：R₄→Ａ 向き0.098[A],
　　　　R₃：Ａ→Ｂ向きに0.01[A]
(3) I₃＝0を(1)に代入して R₂＝10[Ω]

問114

問1 R_Lでの電力をP，電流をi とすると
　　　　　
　　　よってR_L＝Rのときに最大値
問2
問3 右図のように電流I₁，I₂を定めると，キルヒホッフの法則から
   　　　E＝I₁R₁＋(I₁＋I₂)R
　　　両式から  
　　　　　I₁R₁＝I₂(R₂＋R)，        V_RL＝E/nより(題意)
　　　　  
問４ 最大電力になるのは R₀＝Rだから
　　　      
　　　これと問３から
　　　　　　
　　　　　　　　∴  

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