高校物理「電気」内部抵抗ｒの電池と可変抵抗器の回路�A

高校物理「電気」内部抵抗ｒの電池と可変抵抗器の回路�A

◆問題

内部抵抗ｒ，起電力Ｅの電池と可変抵抗からなる回路がある。可変抵抗器は０からｒよりも大きな有限の値まで抵抗値を変化させることができるとして、次の問いに答えよ。


参考図

┌[抵抗器]┐
│　　　　│
└[電池]─┘

(1) 可変抵抗器にかかる電圧Ｖと、流れる電流Ｉの関係を式で示せ。

(2) 可変抵抗器の消費電力Ｐを、Ｖ，Ｅ，ｒを用いて表せ。


↓(2)の解答解説はお知らせの下↓


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◆解説

消費電力はもちろん、Ｐ＝ＶＩです。

問題の指示によりＩを消去する必要があるので、(1)の解答を利用します。

(1)より、Ｖ＝Ｅ−ｒＩだから、これをＩについて解いて、

　Ｖ＝Ｅ−ｒＩ
ｒＩ＝Ｅ−Ｖ
　Ｉ＝(Ｅ−Ｖ)／ｒ

これをＰ＝ＶＩに代入すると、

Ｐ＝Ｖ(Ｅ−Ｖ)／ｒ


次の問題→電力Ｐが最小のとき


◆関連項目
電気・磁気まとめ

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