共通テスト(理科) 過去問
令和7年度(2025年度)本試験
問12 (物理基礎(第3問) 問3)
問題文
比熱(比熱容量)の測定に関する、次の問いに答えよ。
図1のような装置で液体の比熱を測定する。破線の枠の中の部分に、液体中の抵抗(電熱線)に流れる電流を測定するための電流計と、抵抗の両端の電圧を測定するための電圧計をつなぐとき、そのつなぎ方を表す図として最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
図1のような装置で液体の比熱を測定する。破線の枠の中の部分に、液体中の抵抗(電熱線)に流れる電流を測定するための電流計と、抵抗の両端の電圧を測定するための電圧計をつなぐとき、そのつなぎ方を表す図として最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
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問題
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共通テスト(理科)試験 令和7年度(2025年度)本試験 問12(物理基礎(第3問) 問3) (訂正依頼・報告はこちら)
比熱(比熱容量)の測定に関する、次の問いに答えよ。
図1のような装置で液体の比熱を測定する。破線の枠の中の部分に、液体中の抵抗(電熱線)に流れる電流を測定するための電流計と、抵抗の両端の電圧を測定するための電圧計をつなぐとき、そのつなぎ方を表す図として最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
図1のような装置で液体の比熱を測定する。破線の枠の中の部分に、液体中の抵抗(電熱線)に流れる電流を測定するための電流計と、抵抗の両端の電圧を測定するための電圧計をつなぐとき、そのつなぎ方を表す図として最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
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この過去問の解説 (3件)
01
正答は「抵抗と電流計が直列、抵抗と電圧計が並行につながれている図」です。
抵抗に流れる電流と電圧をはかるときには、電流計は抵抗と直列に、電圧計は抵抗と並列につなぐルールです。
もし抵抗と並列に電流計を繋いでしまうと、抵抗に流れる電流と電流計に流れる電流とに分かれてしまいます。
そのため、電流計で検出されるのは電流計に流れる電流の値であり、抵抗を流れる電流を測定することができなくなります。
また、もし電圧計を直列に繋いでしまうと、電圧計も抵抗のひとつだと認識されてしまいます。
そのため、抵抗にかかる電圧を測ることはできなくなります。
この選択肢が適当です。
電流計は、電流計自体の内部抵抗が無視できるほど小さくつくられています。
そのため、直列つなぎで抵抗として認識されても、計測値にはほとんど影響を与えません。
一方で、電圧計の内部抵抗は一般の抵抗よりもかなり大きくなるようつくられています。
抵抗の値がほぼ無限といえるくらいです。
そのため、並列つなぎをしても新たな回路と見なされることがないため、電流が電圧計と抵抗とに分かれることがありません。
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02
電流計は直列に電圧計は並列につなぐ配置が答えとなります。
電流計は測りたい素子と直列つなぎをします。
そのため、
抵抗に流れる電流を測るために抵抗と電源装置の間に
配置します。
電圧計は測りたい素子と並列つなぎをします。
そのため、
抵抗の電圧を測るために抵抗と並列つなぎに配置します。
まとめると、
電流計は直列に電圧計は並列につなぐ配置が答えとなります。
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03
解答 以下の図を参照
解説
電圧計と電流計の接続の仕方の問題です。
抵抗にかかる電圧を測定するには、電圧計を抵抗と並列に接続します
(直列だと繋いでいないときと電圧が変わってしまいます)。
よってbに並列に電圧計が接続されている選択肢を選ばなくてはならず、
そのような選択肢は1つしかありません。
また、電流計は、直列に接続します
(並列だと繋いでいないときと電流の値が変わってしまいます)。
電圧計が正しく接続されている選択肢の電流計は確かにそうなっています。
よって答えは 抵抗に対して電圧計は並列・電流計は直列 となっている図となります。
この選択肢が正解となります。
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