物理の電気の問題ついて質問です。 物理の問題に質問です。 問題 図1のように、起電力E[V],内

物理の電気の問題ついて質問です。


物理の問題に質問です。 問題 図1のように、起電力E[V],内部抵抗r[Ω]の電池Dに内部抵抗rv[Ω]の電圧計V接続した。このときVが示す値は,Eではなく,(1)[V]である。

解答
(1)V=E-ri⇔E=V+ri・・・①

V=rvi
⇔i=V/rv・・・②

①に②を代入する

E=V+rV/rv
=V(rv+r/rv)

∴V=rvE/rv+r [V]

(1)の問題はわかります。

下記は問題文の続きです。

そこで電池Dを,図2のように,電池E0,抵抗AB,検流計G,既知の起電力Es[V]をもつ標準電池EsおよびスイッチS1,S2を組み合わせた回路に接続した。ABは太さが一様で、接点Cの位置は調節でき,AC間の抵抗値が読み取れるようになっている。S1を開いたとき、ABに流れる電流をI[A]とする。S1を閉じ,S2を①に入れた状態でGに電流を流れないようにCの位置を調節したときのAC間の抵抗値Rs[Ω]は,Rs=(2)[Ω]となる。
次にS2を②に入れ,再びGに電流が流れないようにCの位置を調節したとき,AC間の抵抗値をR[Ω]とすると,Eが既知のEs,Rs,Rを用いてE=(3)[V]表すことができる。

(2),(3)の解き方がわかりません。
どこに着目すれば、解けますでしょうか?
導き方の解説よろしくお願いします。

図1,図2は画像添付します。

No.1 ベストアンサー 回答者： endlessriver 回答日時： 2016/11/17 12:01

(1) この様なサイトでは　V=rvE/(rv+r)と書く必要があります。

(2) AB+E₀の内部抵抗=Rx とすると、S₁が開いているとき、I=E₀/Rx　,
S₁が閉じても、Gの電流を0にすれば、Esにも電流は流れず、流れているのは、
E₀とABのループのみです。つまり、I上のI=E₀/Rx　と同じです。

そして、ACの電圧降下は、Esと同じになります。つまり、Es=IRs、
したがって、Rs=Es/I となる。

(3) Eに電流は流れないので、rの影響はなく、(2)と同じく、E=RI となり、I
は(2)のI=Es/Rs と同じである。つまり、E=RI=REs/Rs

この回答へのお礼

解説ありがとうございました

お礼日時：2016/11/17 14:01