qO3L6

オームの法則を確かめるために図2のような回路で抵抗に電圧を加え、流れる電流を電流計で測定した。

図 2

(問3)電流計の端子に図3のように導線を接続して、図2の回路の抵抗にある電圧を加えたところ、電流計の針が振れて図4の位置で静止した。最小目盛りの\(\frac{1}{10}\)まで読み取るとして、電流計の読み取り値として最も適当なものを、①~⑨のうちから一つ選べ。

図 3
図 4

① 0.02A ② 0.2A ③ 2A ④ 0.021A ⑤ 0.21A ⑥ 2.1A ⑦ 0.0207A ⑧ 0.207A ⑨ 2.07A 

 

(問4)抵抗に加える電圧を 2V から 40V まで 2V ずつ変えながら電流を測定して、図5のようなグラフを得た。黒丸は測定点である。測定のとき、電流計の針が振り切れず、かつ、電流がより正確に読み取れるように電流計の 30mA、300mA、3A の端子を選んだ。図5の各測定点の電流値を読み取ったとき、どの端子を使っていたか。各端子で測定したときに加えていた電圧の組合せとして最も適当なものを、下の①~⑥のうちから一つ選べ。

図 5
30mA端子 300mA端子 3A端子
2V 4~30V 32~40V
2V 4~18V 20~40V
2~8V 10~40V 使わない
2~8V 10~30V 32~40V
2~8V 10~18V 20~40V
使わない 2~30V 32~40V

 

(問5)図5のように、測定された電流は加えた電圧にほぼ比例するのでオームの法則が成り立っていることがわかる。この抵抗値をより正確に決定するためにどのデータを使えばよいか。最も適当なものを、次の①~④のうちから一つ選べ。

① 最大の電圧 40V とそのときの測定電流
② 中央の電圧 20V とそのときの測定電流
③ 中央の電圧 20V と最大の電圧 40V の測定点2点を通る直線の傾き
④ 図5でなるべく多くの測定点の近くを通るように引いた直線の傾き

また、得られる抵抗値として最も適当なものを、次の①~⑤のうちから一つ選べ。

① 0.01Ω ② 0.1Ω ③ 1Ω ④ 10Ω ⑤ 100Ω

#共テ21追試物理基礎

(問3)30mA、300mA、3Aの端子のうち導線は300mAの端子につながれているから表示目盛りの最大が300mAであり、そのことからすると針は 207mA~208mA あたりを指しています。答えは ⑧ 0.207A です。

 

 

(問4)図5を読み取ると、およそ 1V あたり 0.01A の電流が流れています。つまり、

2V では 約0.02A
4V では 約0.04A
8V では 約0.08A
10V では 約0.10A
18V では 約0.18A
30V では 約0.30A
32V では 約0.32A
40V では 約0.40A

です。電流計の端子は、2V では30mA端子、4~30V では300mA端子、32~40V では3A端子を使うのが妥当です。答えはです。

たとえば 2V のときに3A端子につないでしまうと針の振れは左図のようになり、あまり測定として意味をなしません。

また、②でもいいという考え方もあるかもしれませんが、すでに問3において 0.207A(電圧は 21V くらいのはず)を測るのに300mA端子を使っているわけですから選択するなら①です。

 

 

(問5)答えはです。実験の基本です。

抵抗値の値は、およそ 1V あたり 0.01A なのでオームの法則(\(V = RI\))より

  \(\large\frac{1}{0.01}\) ≒ 100 [Ω]

答えはです。