2015年筑波大駒場の問題です。
あきら君は2つの豆電球と1個の電池を下図のようにつないだ。さらに、2つのスイッチとつなぐための導線を何本か用意して3つの実験を行い、その結果をまとめた。(1)~(7)に入る記号を解答群から選びなさい。なお、つなぎ方が2通り以上ある場合には、そのうちの1つだけを答えなさい。
【実験1】スイッチ1の両はしを(1)に、スイッチ2の両はしを(2)につないだ。
・両方のスイッチを入れない状態にしておくと、豆電球はどちらもつかなかった。
・スイッチ1だけを入れると、豆電球はどちらも暗くついた。
・スイッチ2だけを入れると、豆電球はどちらもつかなかった。
・両方のスイッチを入れると、豆電球2だけが明るくついた。
【実験2】スイッチ1の両はしを(3)に、スイッチ2の両はしを(4)につないだ。
・両方のスイッチを入れない状態にしておくと、豆電球はどちらもつかなかった。
・スイッチ1だけを入れると、豆電球1だけが明るくついた。
・スイッチ2だけを入れると、豆電球はどちらもつかなかった。
・両方のスイッチを入れると、豆電球はどちらも明るくついた。
【実験3】導線の両はしを(5)に、スイッチ1の両はしを(6)に、スイッチ2の両はしを(7)につないだ。
・両方のスイッチを入れない状態にしておくと、豆電球はどちらも暗くついた。
・スイッチ1だけを入れると、豆電球1だけが明るくついた。
・スイッチ2だけを入れると、豆電球2だけが明るくついた。
・両方のスイッチを入れると、豆電球はどちらもつかないと予想された。しかし、このようなつなぎ方は危険なので行わなかった。
【解答群】
ア AとB イ AとC ウ AとD エ BとC オ BとD カ CとD
【解説と解答】
【実験1】
スイッチ1を入れるとどちらも暗くつき、スイッチ2だけをいれても豆電球がつかないので、スイッチ1はCとDにつながっています。
スイッチ2をいれると豆電球が明るく付くためには、豆電球1を電気が流れないようにバイパスができればいいので、スイッチ2はAとBを通ればいいということになります。
(答え)(1)カ (2)ア
【実験2】
2つのスイッチを入れるとどちらも明るくつくので、このとき豆電球2つが並列回路になっています。
したがってBとDがつながり、AとCがつながれば並列回路になります。スイッチ1をいれると1だけ明るいのでBDがスイッチ1、ACがスイッチ2です。
(答え)(3)オ (4)イ
【実験3】
両方をいれない状態で2つとも暗くついたので、CとDがまず導線でつながっています。
スイッチ1をいれると1だけ明るくつくのでBとDがスイッチ1とつながっていることになります。
スイッチ2だけをいれると豆電球2が明るく付くので、豆電球1を電気が通らないようにバイパスを作ることになるから、スイッチ2はAとBです。
で両方入れると完全にショートするので、危険です。
(答え)(5)カ (6)オ (7)ア
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