電気に関する問題

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2018年 女子学院の問題です。


電池、豆電球、検流計を導線でつないだ回路を作る。使用する電池、豆電球はすべて同じもので、、検流計の針は電流が流れた向きに振れる。
   図1のように回路を作り、豆電球の明るさを比べたところ、AはBより明るく、BとCは同じ明るさ、AとDとEは同じ明るさであった。

1 次の1~5の回路を考えた。

 (1)1の回路の回路図を電気用図記号を使ってかきなさい。導線は点線をなぞってかくこと。
 (2)検流計あ、検流計いの針はそれぞれ左右どちらに振れますか。針が振れない場合は×と書くこと。
 (3)1~5には作ってはいけない回路が含まれている。その回路を1~5から選びなさい。
 (4)ア~クの豆電球を、明るい順に並べなさい。同じあかるさのものは(  )でくくりなさい。
  ただし(3)で選んだ回路の豆電球はのぞくこと。例)ア(イウ)エ

2 電池、豆電球、検流計、スイッチを使って、図2のような回路を作った。

 スイッチ1、2は「切りかえスイッチ」で、ア、イどちらかに必ず接続され、スイッチ3、4は、接続しないときをア、接続するときをイとする。
(1)検流計の針の振れを最も大きくするには、スイッチ1~4の接続はそれぞれア、イのどちらにすればよいですか。ただし、どちらにしても同じ場合はウとしなさい。
(2)(1)のとき、検流計の針は左右どちらに振れますか。
(3)検流計の針の振れを最も小さくするには、スイッチ1~4の接続はそれぞれア、イのどちらにすればよいですか。ただし、どちらにしても同じ場合はウとしなさい。
(4)(3)のとき、検流計の針は左右どちらに振れますか。ただし、針が振れない場合は。×と書くこと。 

3 階段の照明の点灯・消灯を1階のスイッチS1、2階のスイッチS2のどちらでもできるようにしたい。そのためには、図3の点線内をどのようにすればいいか。次のア~カから選びなさい。

【解説と解答】
 1
(1)

(2)検流計は左から右に電気が流れれば右、右から左に電気が流れれば左に振れます。
(答え)あ 右  い 左 
(3)2はショートし、5は真ん中の電池の向きが逆。
(答え)2,5
(4)豆電球1個に電池1個をつなげた明るさがオとカ。アは2倍。ウエは0.5倍。
(答え)ア(オカ)(ウエ)
 2
(1) 大きくするので電池は直列に。電球は左の1個だけ光れば良いことになります。
(答え) 1 イ  2 イ  3 ウ  4 イ 
(2)電気は右から左に流れます。
(答え)左
(3)一番小さくするには電池は並列に。抵抗が最大になるようにすればいいので、3個直列に並べます。
(答え)1 ア  2 ア  3 ア  4 ウ 
(4)電気は左から右に流れます。
(答え)右
 3 イとオは同じです。ついている状態で、どちらからでも消せ、消えている状態でどちらからでもつけることができるように考えてください。
(答え)イ,オ

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