・（４）の二枚目の写真のオレンジの波線で引いてあるところで⊿Rがたされるのは

Physics

高中

已解決

約1個月以前

・（４）の二枚目の写真のオレンジの波線で引いてあるところで⊿Rがたされるのは問題文の⊿R/R=k•⊿L/Lの条件があるからですか？
・(5)で二枚目の写真の「流れる電流が抵抗値に反比例する。よって電流の大きさはR/R倍になる」のところがなぜそうなるのか分かりません。
・(６)で3枚目の写真の真ん中のVに流れる電流の向きが上向きになるのは何故ですか？

わかるところだけでも大丈夫です

設問(4) 図3のように、可変抵抗 Y, 抵抗値がの抵抗 Ri.抵抗値が 5 r の抵抗 R2 電圧計 ① そして電池を用いた回路に抵抗体Xを組み込む。抵抗体 X が変形する前の状態 (長さL, 抵抗値R)では,可変抵抗Yの抵抗値がのとき,電圧計 ①の指示値が0であった。抵抗体Xの長さをだけ伸ばしたときは、可愛抵抗 Yの抵抗値を ⊿r だけ増加させたときに電圧計の指示値が0になった。抵抗体Xの伸びAL と抵抗値の増加 4R との間にはんを定数として ARov AR AL =k- の関係が成立するものとして, 4L を R. Ark, L を用いて表せ。 R L 設問(6) 図3における抵抗体 Xと可変抵抗Yを抵抗R』と抵抗R, に取り換え,電流計 A を接続して図4の回路を組んだ。このとき, 電流計 A の指示値は 0.15A で、電圧計の指示値は30V (点a に対する点bの電位)であった。抵抗 R1 の抵抗値は400Ω で, 抵抗 R』の抵抗値は2600Ω, 抵抗 R2 と抵抗 R の抵抗値は共に1000Ωである。電圧計の内部抵抗を1000Ωとして,この回路の点 cd 間の電位差を求めよ。 (x) R₁ r 図3 b a R2 d 価設問 (5) 設問 (4)において, 点cd間の電圧は変化しないものとする。電圧計の指示値が0になるとき, 抵抗体 Xに流れている電流の大きさは,抵抗体が変形する前と比べて変形した後では何倍になっているか。また, 抵抗体 X における消費電力は,抵抗体が変形する前と比べて変形した後では何倍になっているか。変形する前の抵抗体 X の抵抗値を R, 変形後の抵抗値をR' とし,それぞれをRと R' を用いて表せ。 0.15 c. 2600 Ra ⑩30V 全1000 d R₁ 40% h 図 4 R₂ 1000 f

4S -(1+4)(148) R 近似を用いて, R' ≒ S (1+1)(1) (1+x=(1+px) AL 4S AL AS -(1++ 484 48)R = S AL AS + (1+4+45 R ≒1+ L S L S 設問 (3) 体積が変化しないので, V₁ X c. 0 Rz R1 V₁ d .. S 設問(2)の答えに代入して, R=(1+ 24L)R したがって, R'-R= R=24LR R=0 設問(4): ホイートストンブリッジの関係式より, XYRR2 5 変化前 2 R:r=r: T SL = (S-⊿S) (L+⊿L) - SL(1-45) (1+4L) AS AL *SL (1-48+ 4L) ≒SL1- S AS AL cd間の電圧が一定で, 電圧計 V の指示値が0のと R=(14) 次式が常に成り立つ。 Vs=V1=一定 V=V2=一定したがって、抵抗体Xを変形させ,その抵抗値を変えても、電圧計の指示値が0になるように可変抵抗Y を変化させることによって, 抵抗体X にかかる電圧をV3 (=一定値)に保つことができる。電圧が変化しなければ, 流れる電流の大きさは抵抗値に反比例 E R 倍になる。 R' する。よって、電流の大きさは- 5 変化後 (R+AR) (+4)=r:r M 電圧が変化しなければ, 抵抗での消費電力は抵抗値・電圧・電流に反比例する。よって, 消費電力も R ・倍になる。 R' この式より、 ALのびて 2 AR= Ar 5 ARのびるのは =k の関係だからか? 設問(6): に上式の4R を代入して AR = k- R L Ar 5 AL =k- .. AL= R L 2LAr 5kR 設問(5): 抵抗 R1 の電圧を V1, 抵抗 R2 の電圧を V2, 抵抗体 Xの電圧を V3, 可変抵抗Y の電圧をV4 とする。抵抗 R1 に流れる電流を I, 抵抗 R3 に流れる電流を I2 とする。電圧計の内部抵抗は1000Ωなので、その指示値が 30V だから, 内部抵抗が1000Ωの電圧計には 0.03A の電流が流れている。点aに関してキルヒホッフの第1法則 (電流保存) をあてはめると,抵抗 R4 に流れている電流はI2+0.03 〔A〕である。点b に関してキルヒホッフの第1法則をあてはめると、抵抗 R2 に流れている電流はL-0.03 〔A〕である。電位の高低に着目して電流の様子を作図すると、次のようになる。

(2) ② 0.15A A 300 1000円 C I2 ~ 19 ) I2+0.03A Ra Ra 1000Ω 2600Ω 0.03. [V] 1000Ω d R 0092 R2 1000Ω I-0.03 A なんでこの向き点cに着目してキルヒホッフの第1法則をあてはめると, 0.15=I+I2 閉回路 cadbe に着目してキルヒホッフの第2法則 R1 (電位の高低) をあてはめると R₂ R1000(IL-0.03) 400=1000(I2+0.03)+2600I2 2 2式を解くと I=0.12〔A〕 I2=0.03[A] したがって,cd間の電位差 Va Vcd=1000(-0.03) +400I1 = 138 (V) 抵抗体の変形とその抵抗値の変化の関係は、物体の変形の度合いを測定する装置として応用されている。抵抗体を構造物や機械などに貼り付け,その抵抗値を測定することで、貼りつけられたものの変形の度合いがわかるのである。デジタル体重計などにもこの性質が使われている。 ov

解答

✨ 最佳解答 ✨

GDO

30天以前

（４）「⊿Rがたされるのは問題文の⊿R/R=k•⊿L/Lの条件があるから」ではありません。
もしかしたら質問したいことは正しいけれど、表現が正しくないのかもしれません。
↓
「伸ばした時の関係式をたてたから」です。
⊿Lだけ伸ばすと抵抗が⊿Rだけ増えるので、そのとき（変化後）の関係式を⊿Rを用いてたてて、
⊿R→⊿L（⊿R/R=k・⊿L/Lを使う）へ変換しています。（以下の手順）
・⊿Rを使ってホイーストンブリッジの関係式をたてる
・⊿R→⊿Lへ変換するために⊿R/R=k・⊿L/Lを使う
なぜこんなことをするのか → ⊿L を R、⊿r、k、Lで表せ、という指示（質問に答えるため）だからです。

（５）解説に「電圧が変化しなければ」と書いてあるので、
V=IR、V=I’R’の関係にあるから、IR=I’R’であり、以下の関係にあります。
・I／I’=R’／R
・I／R’=I’／R
・I：I'=1/R：1/R'
・I=V/R　⇒　y=a/x (aは定数)と同じ形：反比例の式
↑どれも同じですが、反比例が分かる式で確認してください。

（６）問題文に「点aに対する点bの電位（=30V）」と書いてあります。
点bの方が電位が高いので、電流の向きはb→a(上向き)です
（参考）
・向きを間違えて解いて、点aと点bの電位を確認すると、点a＜点bとなっているので、おかしいことがわかります。
・また、電圧計がないものとして、点aと点bの電位を求めると、点a＜点bであることもわかります。