電験三種 平成27年度(2015) 理論 問15(a) 過去問解説
図のように，a-b間の長さが $15\,\mathrm{cm}$，最大値が $30\,\Omega$ のすべり抵抗器R，電流計，検流計，電池 $E_0$[V]，電池 $E_{\mathrm{x}}$[V]が接続された回路がある。この回路において次のような実験を行った。
実験Ⅰ：図1でスイッチSを開いたとき，電流計は $200\,\mathrm{mA}$ を示した。
実験Ⅱ：図1でスイッチSを閉じ，すべり抵抗器Rの端子cをbの方向へ移動させて行き，検流計が零を指したとき移動を停止した。このとき，a-c間の距離は $4.5\,\mathrm{cm}$ であった。
実験Ⅲ：図2に配線を変更したら，電流計の値は $50\,\mathrm{mA}$ であった。
次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし，各計測器の内部抵抗及び接触抵抗は無視できるものとし，また，すべり抵抗器Rの長さ[cm]と抵抗値[Ω]とは比例するものであるとする。
(a) 電池 $E_{\mathrm{x}}$ の起電力の値[V]として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) 1.0
- (2) 1.2
- (3) 1.5
- (4) 1.8
- (5) 2.0
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正解は(4)
使う公式
オームの法則 $V = RI$（V：電圧[V]、R：抵抗[Ω]、I：電流[A]）
すべり抵抗器の抵抗 長さに比例（15 cm で 30 Ω だから、1 cm あたり 2 Ω）
解説
【考え方】検流計が0のとき、Eₓ と a-c 間の電圧がちょうどつり合っています。Eₓ からは電流が流れないので、内部抵抗の電圧も0です。
■1 つり合いの図
S を閉じても検流計が0なので、R を流れる電流は実験Ⅰと同じ 200 mA のままです。
a-c 間は 4.5 cm なので、抵抗は $4.5 \times 2 = 9\,\Omega$ です。
$E_{\mathrm{x}} = 9 \times 0.2 = 1.8\,\mathrm{V}$
答えは(4)ピヨ。
S を閉じても検流計が0なので、R を流れる電流は実験Ⅰと同じ 200 mA のままです。
a-c 間は 4.5 cm なので、抵抗は $4.5 \times 2 = 9\,\Omega$ です。
$E_{\mathrm{x}} = 9 \times 0.2 = 1.8\,\mathrm{V}$
答えは(4)ピヨ。
出典：平成27年度（2015） 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）理論 問15(a)