💡 ヒント：可変抵抗を含む回路と分流の法則

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

抵抗 \(R_1\) と \(R_2\) が並列、それに \(R_3\) が直列でつながった回路です。電源電圧 \(E\) を加えたとき、全体の合成抵抗 → 全電流 → \(R_1\) を流れる電流、と段階的に求めます。

(3) は \(R_2\) を変化させたときの \(I_1\) のグラフを選ぶ問題。\(R_2 \to 0\) と \(R_2 \to \infty\) の2 つの極限を調べれば、グラフ形状が絞り込めます。

✏️ 求めるもの

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. (1) 合成抵抗：並列部分 \(R_{12}\) を先に計算し、\(R_3\) と直列で足す
  2. (2) \(I_1\) を求める：全電流 \(I = E/R\) を出してから、分流の法則で \(I_1\) を計算。相手側（\(R_2\)）を分子にすることに注意
  3. (3) グラフ選択：\(R_2 \to 0\) と \(R_2 \to \infty\) の 2 つの極限を計算。原点からスタートし、漸近値に近づく曲線を選ぶ
  4. 定性チェック：\(R_2\) が小さいと \(R_1\) が短絡されて \(I_1\) は減る、\(R_2\) が大きいと \(I_1\) は増える — という直感と一致するか
注意

分流の法則で分子の抵抗を間違えないこと：並列の 2 本 \(R_1, R_2\) を電流 \(I\) が分かれるとき、\(R_1\) を流れる電流は \(I_1 = I \cdot R_2/(R_1 + R_2)\)。\(R_1\) ではなく相手側が分子。グラフ選択は 2 つの極限を調べるのが最速 — すべての候補グラフで \(R_2 \to 0\) と \(R_2 \to \infty\) の値を確認する。