Question

あ

(3)でどうして電球Lの電流が50mAなんですか？
40mAではないのですか？

必修
基礎門
ストン・ブリッジと電球
抵抗 R (40 [Ω]), R2 (80 [Ω]), R3 (20 [Ω]),
スイッチ S1,S2, 電球L, 電流計 A1, A2 および
直流電源E (起電力 1.2 〔V〕) が図1のように接
続されている。 また、電球Lにかかる電圧と電流
の関係は図2で与えられる。 電源と電流計の内部
抵抗は無視できる。
(1) スイッチ S1 を開き スイッチ S を閉じた。
電流計 A2 の電流値はいくらか。
(2) (1) において, 電球Lの両端の電圧はいくらか。
(3) R3 を別の抵抗R』 に取り替えてから, スイッ
チS1, S2 を同時に閉じたところ, 電流計 A1 に
電流が流れなくなった。 このときの R4の抵抗
値はいくらか。
T+ 所)
R₁ 4092
R3 20Ω S2
電流
E1.2V
図 1
60
流 40
[mA]
20
②,800
R2
S₁
0
L
物理
図 2
A2
0.4 0.8 1.2
電圧〔V〕
電

0.8 1.2
(V)
どそ
このよ
非直線
なるた
三大
電値大｣
圧
+V
解説
R3 R4
(1),(2) 抵抗 R1, R2 の電流をL [A] とする
と,
(
1.2
40+80
I₁=
-=1.0×10-2 [A]=10[mA]
電球Lの電圧を Vi 〔V〕,電流を〔A〕 とすると,キルヒ
ホッフの法則より,
201₁ = -√₂ +1.2
1.2=20+ VL ......①
① 式のグラフを図2に描いて交点を求めることより(右
下図),
S
V=0.40 〔V〕, L=40[mA]
よって, A2 の電流値は,
₂1+²= -501/²₁ +0106
L+I=10+40=50[mA] 抗値度やって
150
2+1/²+²√√/L=
(3) A1 の電流が0であるから, R1, R2 に流れる電流は (1) と
同じであり,また, R2 とLにかかる電圧は等しい。 R2 の
両端の電圧を V, 〔V〕 とすると.
V1 = 80×1.0×10-²=0.80 〔V〕
よって, 電球Lの電圧は VL=0.80 〔V〕 であるから, 図
2より 電球Lの電流はL=50 [mA] で, このときの
電球Lの抵抗値をRL [Ω] とすると,
-3
1₁=00e4
V₁ = 0,06
12
=16 [Ω]
400 800
66mA
電流
電
2002
答
(1) 50 〔A〕 (または50×102[A]) (2) 0.40 〔V〕
1.2V
60
50
40
[mA]
20
0
VL
→
I₁+I₂
VL 0.80
RL=
IL 50×10-
R4の抵抗値をR4 [Ω] とすると, ホイートストン・ブリッジの平衡条件より,
40_80
R4 16
よって, R4=
40×16
80
-=8.0 [Ω]
担
A₂ th
0106
x 2
1.2
0.4 0.8 1.2
電圧〔V〕
無
視
(3) 8.0 [Ω]
第4章 電気と磁気