電流と回路（知識）の問題

電池の起電力・内部抵抗・端子電圧と、キルヒホッフの法則について述べた次の文のうち、誤っているものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。ただし、電池の起電力と内部抵抗は一定であるとする。

• ア　起電力 $E$、内部抵抗 $r$ の電池から電流 $I$ が流れ出ているとき、電池の端子電圧 $V$ は $V=E-rI$ と表される。
• イ　電池に何もつながず、電池を流れる電流が $0$ のとき、電池の端子電圧は起電力に等しい。
• ウ　キルヒホッフの第 1 法則は、回路の分岐点に流れこむ電流の和と流れ出る電流の和が等しいことを表し、電荷が分岐点にたまったり分岐点で生じたりしないことにもとづいている。
• エ　内部抵抗のある電池に外部抵抗をつなぐとき、電池から流れ出る電流が大きいほど、電池の端子電圧は大きくなる。
• オ　キルヒホッフの第 2 法則は、回路中の任意の閉じた経路を 1 周するとき、起電力の和と抵抗による電圧降下の和が等しいことを表している。

内部抵抗の無視できる電池に、抵抗 $R_1$ と抵抗 $R_2$ を直列に接続した回路がある。抵抗 $R_2$ の両端の電圧を測るため、電圧計を抵抗 $R_2$ に並列に接続した。電圧計には内部抵抗があり、その値は有限であるとする。また、導線の抵抗は無視し、抵抗の抵抗値は変化しないものとする。電圧計とその内部抵抗について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　電圧計の内部抵抗が小さいほど、電圧計に流れる電流が小さくなるので、電圧計をつないだことによる回路への影響は小さい。
• イ　電圧計は抵抗 $R_2$ に並列に接続するので、内部抵抗の大きさにかかわらず、抵抗 $R_2$ を流れる電流は電圧計をつなぐ前と変わらない。
• ウ　電圧計の測定できる電圧の最大値を大きくするには、電圧計の内部抵抗より小さい抵抗を、電圧計に並列に接続すればよい。
• エ　電圧計の内部抵抗が大きいほど、電圧計に分かれて流れる電流が小さくなるので、抵抗 $R_2$ の両端の電圧は、電圧計をつなぐ前の値からずれにくい。
• オ　電圧計の内部抵抗が大きいほど、抵抗 $R_2$ と電圧計の部分の合成抵抗が小さくなるので、抵抗 $R_2$ の両端の電圧は小さくなる。

半導体とダイオードについて述べた文として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。ただし、ダイオードは p 型半導体と n 型半導体を接合した pn 接合ダイオードとする。

• ア　ケイ素（シリコン）の真性半導体の抵抗率は、温度が高くなるほど大きくなる。
• イ　ケイ素に価電子を 5 個もつリンを微量加えると、正孔が主なキャリアとなる p 型半導体になる。
• ウ　ダイオードに順方向の電圧を加えると、正孔は n 型側から p 型側へ、電子は p 型側から n 型側へ移動する。
• エ　ケイ素に価電子を 3 個もつホウ素を微量加えると、電子の不足した部分である正孔ができ、正孔が主なキャリアとなる p 型半導体になる。
• オ　ダイオードは、n 型側の電位を p 型側の電位より高くしたときに電流をよく流し、逆にしたときにはほとんど流さない。

抵抗の直列接続・並列接続の性質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。ただし、抵抗の抵抗値は温度などによって変化しないものとし、導線の抵抗は無視する。

• ア　抵抗を直列に接続したときの合成抵抗は、接続したどの抵抗の抵抗値よりも大きい。
• イ　並列に接続した抵抗の組に、さらに 1 つの抵抗を並列に追加すると、全体の合成抵抗は大きくなる。
• ウ　抵抗を直列に接続したとき、抵抗値の大きい抵抗ほど、その抵抗を流れる電流は小さい。
• エ　抵抗を並列に接続したとき、各抵抗を流れる電流の大きさは、その抵抗の抵抗値に反比例する。
• オ　抵抗を直列に接続したとき、各抵抗に加わる電圧は、その抵抗の抵抗値に比例する。
• カ　抵抗を並列に接続したときの合成抵抗は、接続したどの抵抗の抵抗値よりも大きい。

起電力 $E$、内部抵抗 $r$ の電池に可変抵抗をつなぎ、回路に電流 $I$ を流した。このとき、電池の正極と負極の間の電位差 $V$ は、起電力 $E$ から電池内部での電圧降下 $rI$ を引いた $V=E-rI$ となり、電流 $I$ を大きくするほど小さくなる。電池に電流が流れていないときに限り、$V$ は起電力 $E$ に等しい。

このように、電流が流れているときの電池の両極間の電位差 $V$ を何というか。漢字 4 字で答えよ。ただし、電池の起電力と内部抵抗は一定であるとする。