図に示す直流回路は、\(100 \mathrm{V}\) の直流電圧源に直流電流計を介して \(10 \Omega\) の抵抗が接続され、\(50 \Omega\) の抵抗と抵抗 \(R \mathrm{[\Omega]}\) が接続されている。電流計は \(5 \mathrm{A}\) を示している。抵抗 \(R \mathrm{[\Omega]}\) で消費される電力の値 \(\mathrm{[W]}\) として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。なお、電流計の内部抵抗は無視できるものとする。
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要点
正解は(5)。電流計の5Aから10Ω抵抗の電圧降下を先に求め、残りの50Vが並列部分にかかると見る直流回路の問題です。50Ω枝の電流を引いて、抵抗Rの電流と消費電力へつなげることが要点です。
詳細解説
この問題では、全電流が5Aであることから直列の10Ω抵抗で落ちる電圧を求め、並列部分の端子電圧を確定させます。
1. 全電流が \(5 \mathrm{A}\) なので、\(10 \Omega\) の抵抗での電圧降下は \(10 \times 5 = 50 \mathrm{V}\) です。
2. 並列部分（\(R\) と \(50 \Omega\)）にかかる電圧は \(100 - 50 = 50 \mathrm{V}\) です。
3. \(50 \Omega\) の抵抗に流れる電流は \(50 \mathrm{V} / 50 \Omega = 1 \mathrm{A}\) です。
4. キルヒホッフの電流則より、抵抗 \(R\) に流れる電流は \(5 \mathrm{A} - 1 \mathrm{A} = 4 \mathrm{A}\) です。
5. 抵抗 \(R\) での消費電力 \(P\) は \(P = V I = 50 \mathrm{V} \times 4 \mathrm{A} = 200 \mathrm{W}\) です。
