図に示す直流回路は、100Vの直流電圧源に直流電流計を介して10Ωの抵抗が接続され、50Ωの抵抗と抵抗\(R\) [\(\Omega\)] が接続されている。電流計は5Aを示している。抵抗\(R\) [\(\Omega\)] で消費される電力の値 [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)。直列部分の電圧降下:。電流計が5Aを示しているため、電源から流れる全電流は \(I = 5\) A。\(10\Omega\) の抵抗での電圧降下は \(V_{10} = 10 \times 5 = 50\) V。
詳細解説
正解は(5)です。
1. 直列部分の電圧降下:
電流計が5Aを示しているため、電源から流れる全電流は \(I = 5\) A。
\(10\Omega\) の抵抗での電圧降下は \(V_{10} = 10 \times 5 = 50\) V。
2. 並列部分の電圧:
並列回路（\(50\Omega\) と \(R\)）にかかる電圧 \(V_p\) は、電源電圧から直列部分の降下を引いたものとなる。
\(V_p = 100 - 50 = 50\) V。
3. 抵抗Rの電流:
\(50\Omega\) 抵抗に流れる電流 \(I_{50}\) は、
\(I_{50} = \dfrac{V_p}{50} = \dfrac{50}{50} = 1\) A。
キルヒホッフの第1法則より、抵抗 \(R\) に流れる電流 \(I_R\) は、
\(I_R = I - I_{50} = 5 - 1 = 4\) A。
4. 抵抗Rの消費電力:
\(P_R = V_p \times I_R = 50 \times 4 = 200\) W。
以上より、選択肢(5)が正解です。
