未来の得点力へ！物理基礎問題演習「抵抗の並列接続と合成抵抗」【高校物理対応】

今回の問題

この問題のテーマは「直流回路の基本（並列接続）」です。
問題を解く上で鍵となる物理法則や概念は以下の通りです。

オームの法則: 抵抗 \(R\)、電圧 \(V\)、電流 \(I\) の関係 \(V = RI\) は、電気回路を解く上での最も基本的な法則です。
キルヒホッフの法則:
- 第1法則（電流則）: 回路中の任意の分岐点において、流入する電流の和と流出する電流の和は等しい。
- 第2法則（電圧則）: 回路中の任意の閉回路において、起電力の和と電圧降下の和は等しい。特に並列接続では、各抵抗にかかる電圧が等しくなることが重要です。
合成抵抗: 複数の抵抗を一つの抵抗とみなしたときの抵抗値。並列接続の場合の公式を理解しているかが問われます。

基本的なアプローチは以下の通りです。

(1)では、並列接続された抵抗 \(R_1\) と \(R_2\) にかかる電圧が、ともに電池の起電力 \(E\) に等しいことを利用し、オームの法則を適用して各電流を求めます。
(2)では、キルヒホッフの第1法則（電流則）を用いて、分岐前の電流 \(I\) が分岐後の電流 \(I_1\) と \(I_2\) の和に等しいことから計算します。
(3)では、(2)で求めた回路全体の電流 \(I\) と全体の電圧 \(E\) から、回路全体の合成抵抗 \(R\) をオームの法則を用いて求めます。

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