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問題【理科】電流と抵抗

2021.09.27

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40都道府県から生徒が集う西日本有数の予備校・高松高等予備校と朝日新聞が、高校受験に役立つページを用意しました。各教科の問題と解答はもちろん、各問についての解説も充実していて、手応えはバツグン。保護者の皆さんも中学生向けと侮らず、ぜひお子さんとチャレンジしてみてください。

問題 電流回路について学習した理佳さんは、4つの端子A,B,C,Dに、10Ωの抵抗を2個と5Ωの抵抗を2個の計4個の抵抗をそれぞれつないで、図1のような回路を作成した。しかし、どの区間に何Ωの抵抗をつないだかがわからなくなった。そこで、この回路の各端子に図2のように12Vの電池と電流計を直列につないだものを導線でつなぎ、電流計の値を測定した。表はその結果である。これについて、次の問いに答えなさい。ただし、電池と電流計の内部抵抗は無視できるものとする。

Q63_1
Q63_2
Q63_3

(1)  次の文章はこの実験についての理佳さんと孝雄君の会話である。( ① )は、大きい、小さい、いずれかの言葉を選び、( ② )は、会話文中から言葉を選んで書きなさい。また、( ③ )~( ⑤ )にあてはまる数値を書け。

孝雄:測定する電流の大きさがわからないときは、電流計の-端子は一番( ① )端子につなぎますね。この実験では、電流計の値から50mA、500mA、5Aのうち電流計の-端子は( ② )につないだのかな。

理佳:そのとおりです。実験では-端子は( ② )につなぎました。AB間とCD間につないだときの電流計の値と、BC間とDA間につないだときの電流計の値が等しいので、AB間とCD間につないだ抵抗の大きさは等しく、10Ωと5Ωの抵抗のうち、( ③ )Ωの抵抗をつないでおり、BC間とDA間につないだ抵抗の大きさも等しく、10Ωと5Ωの抵抗のうち、( ④ )Ωの抵抗をつないでいることがわかりますね。

孝雄:理佳さんの考えが正しければ、AC間に12Vの電池と電流計を直列につないだものを導線でつないだときの電流計の値を測定すると、( ⑤ )Aであり、これは、BD間に電池と電流計を直列につないだものを導線でつないだときも同じになりますね。

理佳:実際につないでみると( ⑤ )Aになったので、私の考えであっていますね。各端子につないだ抵抗の大きさがわからなくても、実験から予想することができますね。

(2) (1)の会話文と実験の結果から、12Vの電池と電流計を直列につないだものをAB間、BC間、AC間に導線でそれぞれつないだ回路のうち、合成抵抗の抵抗が最も大きくなるのはどの区間につないだときか。また、そのときの合成抵抗の大きさは何Ωか。

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