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高校物理、直流回路 (再質問)

図のように、回路を組んだ。AB間の電圧が6v電球に流れている電流は0,4A、電球にかかる電圧は4,0vであった。CD間の電位差は0、の時、抵抗値xを求めよ。 (私の解答) CD間に導線があると仮定しても、CD間には電流が流れない。また、電球を流れた電流IはそのままC→B→Dへとまわりこみ、xΩの抵抗に流れるから、 電球→C→D→Aという電圧降下の和を考えて、4,0(v)+0,4(A)×X(Ω)=0としたら、抵抗値がマイナスとなり、失敗しました。 電球を流れた電流IはそのままC→B→Dへとまわりこみ、xΩの抵抗に流れるから、 と言う部分がダメで、電流はそのように流れないようです。電流はどのように流れているのでしょうか?

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  • ベストアンサー
  • 回答No.4
  • teppou
  • ベストアンサー率46% (356/766)

 No.1です。補足にお答えします。  この図ではA,Bどちらを高電位にしても同じになりますが、「電球を流れた電流Iはそのまま・・・」という記述がありましたので、Aのほうを高電位側と考えたのだろうと思いました。  どちらでも同じになりますし、それがわからないといけません。  両方の計算をしてみてください

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その他の回答 (3)

  • 回答No.3

>電球を流れた電流IはそのままC→B→Dへとまわりこみ、xΩの抵抗に流れるから、  ここが間違い・・  1) CD間を直結しても電流が流れないということは、CとDは同電位と言うこと。  2) なら、 CはBよりも電位が高いのでB→Dという電流はない。  この問題は単純で、中学校の理科の範囲(オームの法則)で十分解けますよ。 1) 電源が6V、電球に4Vということは、5Ωの抵抗の両端は、2Vの電位差 2) よって10Ωの抵抗の両端(B-D)も2Vということ。 3) 10Ωの抵抗に2Vの電位差を生じるためには、0.4Aの電流が流れている。 4) 0.4Aの電流で4Vの電位差なので、抵抗は20オーム。  もしCD間に、0.1Ωの抵抗をつないだら0.2A流れた。それぞれの抵抗を求めよ・・・なんて問題になるとキルヒホッフの法則(連立方程式)を使わなければならなくなる。  これは、その前哨戦ともいえる問題です。  慣れれば、もっと簡単に次のように解く 1)電球と、抵抗の電位差は 4V:2V = 2:1 2) CD間が同電位なら、同様に抵抗比は、?Ω:10Ω = 2:1 なので20Ω  ※電流が同じなら両端の電圧は抵抗に比例する。(オームの法則)  ※このとき方のほうが本来の解き方

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  • 回答No.2
  • gohtraw
  • ベストアンサー率54% (1630/2966)

電源の極性が図にはありませんが便宜上左側を+、右側をーとしましょうか。 A→D→Bに流れる電流をI1、A→C→Bに流れる電流をI2とすると I2は問題分より0.4Vなので、CB間の電圧降下は2.0V。CD間の電位差がない ことからDB間の電圧降下はCB間の電圧降下と同じなので2.0V。 よってI1=0.2A 以上より、 6.0Vの電源の+極から点Aに向かって流れる電流はI1+I2=0.6A。 Bから電源のー極に向かって流れる電流も0.6A

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ありがとうございました。解決しました。

  • 回答No.1
  • teppou
  • ベストアンサー率46% (356/766)

 >電球を流れた電流IはそのままC→B→Dへとまわりこみ、xΩの抵抗に流れるから  なぜこのように考えたかを説明できますか。  電球や抵抗に電流が流れるということは、そこに電位差があるということです。  起電力を持つ電源は、マイナスからプラスに電流が流れます。  それ以外の素子は、電位の高いほうから低いほうに電流が流れます。  AB間に6Vの電圧があるということは、CとDはその中間の電位にあり、Bよりは電位が高いので、BからDに電流が流れることはありません。  この回路ですと、Aから電球と5.0Ωを通ってBに流れる電流と、Aからxと10Ωを通ってBに流れる電流があります。  CとDの間に電位差がないのですから、比例が成り立ちます。

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質問者からの補足

AB間に6Vの電圧があるということは、CとDはその中間の電位にあり、Bよりは電位が高いので、BからDに電流が流れることはありません。とのことですが、A、Bのどちらが高電位かをまず判断しなければ、Bのほうが電位が低いとは判断できないと思うのですが、これはどうやって判断するのでしょうか?

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