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第三種電気主任技術者令和7年度 下期理論問 6

令和7年度 下期 第三種電気主任技術者 理論 問6

難度標準

図のように,内部抵抗 r[Ω],起電力 E[V] の電池に抵抗値 R[Ω] の可変抵抗器を接続した回路がある。R = 2.25 Ω にしたとき,回路を流れる電流は I = 3 A であった。次に,R = 3.45 Ω にしたとき,回路を流れる電流は I = 2 A となった。この電池の起電力 E[V] の値として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

問6の図表1

選択肢

解説

結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成

展開
結論Layer 1

電池は起電力 E と内部抵抗 r の直列で表され,外部の可変抵抗器 R と一つの閉回路を作っている。したがって電流は I = E / (r + R),すなわち E = I(r + R) が成り立つ。

詳細Layer 2
展開

2つの条件を代入する。

・R = 2.25 Ω, I = 3 A: E = 3(r + 2.25) = 3r + 6.75

・R = 3.45 Ω, I = 2 A: E = 2(r + 3.45) = 2r + 6.90

補足Layer 3
展開

起電力 E は共通なので

3r + 6.75 = 2r + 6.90

r = 0.15 Ω

これを代入して

E = 3 × (0.15 + 2.25) = 3 × 2.40 = 7.20 V

(検算:E = 2 × (0.15 + 3.45) = 2 × 3.60 = 7.20 V で一致)

よって起電力は 7.20 V であり,正答は (2)。

各選択肢の解説

(1)

9.30

誤り。E = 9.30 V と仮定すると,R = 2.25 Ω・I = 3 A の条件から r = 9.30/3 − 2.25 = 0.85 Ω,R = 3.45 Ω・I = 2 A の条件から r = 9.30/2 − 3.45 = 1.20 Ω となり,同じ電池の内部抵抗が一致しない。2条件を同時に満たさないので起電力ではない。

(2)

7.20

正しい。E = I(r + R) を2条件に適用して連立すると r = 0.15 Ω,E = 3 × (0.15 + 2.25) = 2 × (0.15 + 3.45) = 7.20 V となり,両方の条件を満たす。

(3)

7.05

誤り。E = 7.05 V と仮定すると,1つ目の条件から r = 7.05/3 − 2.25 = 0.10 Ω,2つ目の条件から r = 7.05/2 − 3.45 = 0.075 Ω となり,内部抵抗が一致しない。2条件を同時に満たさない。

(4)

6.90

誤り。6.90 V は R = 3.45 Ω・I = 2 A のときの可変抵抗器の両端電圧(端子電圧)R·I = 3.45 × 2 に等しく,内部抵抗 r での電圧降下(0.15 × 2 = 0.30 V)が含まれていない。E = 6.90 V と仮定すると1つ目の条件から r = 0.05 Ω,2つ目の条件から r = 0 Ω となり一致しない。

(5)

6.75

誤り。6.75 V は R = 2.25 Ω・I = 3 A のときの可変抵抗器の両端電圧(端子電圧)R·I = 2.25 × 3 に等しく,内部抵抗 r での電圧降下(0.15 × 3 = 0.45 V)が含まれていない。E = 6.75 V と仮定すると1つ目の条件から r = 0 Ω,2つ目の条件から r = −0.075 Ω となり,物理的にも成り立たない。

この解説は?
AI生成

解説は公式の問題文・公式解答を基に作成しています。 事実誤認・選択肢の取り違え・最新法令の反映漏れ等を含む可能性があるため、 重要な判断は必ずリンク先の公式資料でご確認ください。

最終更新:

出典:令和7年度下期第三種電気主任技術者試験 理論科目 問6。問題文・選択肢を読みやすく整形。

検証プロセス・誤り報告フローは 運営透明性レポートで公開しています。

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