電流と回路（知識）の問題
電流計・電圧計の使い方と、その測定範囲を広げる方法について述べた次の文のうち、正しいものを、次のア〜カからすべて選べ。
- ア 電流計は、電流を測りたい部分に直列に接続する。
- イ 電流計は、内部抵抗が大きいものほど、接続したときに回路を流れる電流をほとんど変えずに測定できる。
- ウ 電流計の測定範囲を広げるには、電流計と直列に、電流計の内部抵抗より小さい抵抗を接続する。
- エ 電圧計は、電圧を測りたい部分に並列に接続し、内部抵抗が大きいものほど、接続したときに回路のようすをほとんど変えずに測定できる。
- オ 電圧計と直列に抵抗（倍率器）を接続すると、その電圧計で測定できる電圧の最大値は大きくなる。
- カ 電流計に並列に接続する分流器の抵抗値を小さくするほど、電流計の測定範囲は狭くなる。
この問題で使うもの
- 電流計・電圧計と分流器・倍率器（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（8 技能）
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
電流計・電圧計を回路にどのようにつなぐか（直列か並列か）と、直列接続・並列接続で電流と電圧がどう分かれるかを使う。
ヒント 2
直列接続では電流が等しく電圧が抵抗値の比に分かれ、並列接続では電圧が等しく電流が抵抗値の逆比に分かれる。計器を接続しても回路のようすを変えないためには、電流計と電圧計の内部抵抗はそれぞれどうであればよいかを考える。
ヒント 3
電流計の内部抵抗についての文と、分流器のつなぎ方・抵抗値についての文には誤りが含まれている。残りの文を 1 つずつ確かめる。
答えと解説
答えを見る
ア, エ, オ
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解説を読む
ア（正しい） 電流計は、測りたい部分を流れる電流がそのまま電流計を通るように、その部分に直列に接続する。
イ（誤り） 電流計は回路に直列に入るので、その内部抵抗の分だけ回路全体の抵抗が増え、電流が減ってしまう。回路への影響を小さくするには、電流計の内部抵抗は小さいほどよい。「大きいものほど」が誤り。
ウ（誤り） 電流計の測定範囲を広げるには、内部抵抗より小さい抵抗（分流器）を電流計に並列に接続する。並列に接続した抵抗には電流計と同じ電圧がかかり、電流は抵抗値の逆比に分かれるので、測りたい電流の一部だけが電流計を流れる。直列に接続しても電流計を流れる電流は全体の電流と同じなので、測定範囲は広がらない。「直列に」が誤り。
エ（正しい） 電圧計は測りたい部分の両端の電位差を測るので、その部分に並列に接続する。電圧計にも電流が分かれて流れるので、内部抵抗が大きいほど電圧計に流れる電流が小さく、回路への影響が小さい。
オ（正しい） 電圧計に抵抗を直列に接続すると、直列接続では電流が等しく、電圧は抵抗値の比に分かれる。かかる電圧の一部だけが電圧計にかかるので、測定できる電圧の最大値は大きくなる。この抵抗を倍率器という。
カ（誤り） 電流計の内部抵抗を 、分流器の抵抗値を とすると、電流は抵抗値の逆比に分かれるので、電流計を流れる電流は全体の 倍になり、測定範囲は 倍になる。 を小さくするほど分流器の方へ流れる電流の割合が大きくなるので、測定範囲は広くなる。「狭くなる」が誤り。
よって、正しいものは ア, エ, オ である。
別解
各選択肢を確かめる。
- ア: 電流計は、電流を測りたい部分に直列に接続する。正しい。
- イ: 電流計を接続すると回路の抵抗が内部抵抗の分だけ増える。回路の電流をほとんど変えないためには、内部抵抗が小さいほどよい。「大きいほど」は誤り。
- ウ: 電流計の測定範囲を広げるには、電流計に並列に小さい抵抗（分流器）を接続する。「直列に」は誤り。
- エ: 電圧計は測りたい部分に並列に接続する。内部抵抗が大きいほど電圧計に流れる電流が小さく、回路のようすをほとんど変えない。正しい。
- オ: 電圧計に直列に倍率器を接続すると、電圧計にかかる電圧は全体の一部になる。そのため測定できる最大電圧は大きくなる。正しい。
- カ: 分流器の抵抗値を小さくするほど、分流器に流れる電流の割合が大きくなり、電流計に流れる電流の割合は小さくなる。そのため測定できる最大電流は大きくなり、測定範囲は広がる。「狭くなる」は誤り。
よって正しいものは ア, エ, オ。