💡 ヒント:メートルブリッジ(ホイートストンブリッジ)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

メートルブリッジは「抵抗の天秤」です。標準抵抗 \(R_0\)(既知)と未知抵抗 \(R_x\) を天秤の両端に載せ、均一な抵抗線上の接点位置 c で釣り合いを探します。検流計 G の電流が 0 になる位置が見つかれば、その位置で「天秤が釣り合った」ことになります。

このときの ac 間の長さ \(l_1\) と cb 間の長さ \(l_2\) の比が、そのまま \(R_0\) と \(R_x\) の比になります。長さを測るだけで抵抗を求められる、精度の高い測定法です。

✏️ 求めるもの

標準抵抗 \(R_0 = 10.0\,\Omega\) と、接点位置(a から 0.40 m)が与えられたとき、未知抵抗 \(R_x\) を求める。

🔬 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. 平衡条件を書く:\(\dfrac{R_0}{R_x} = \dfrac{l_1}{l_2}\) の形で文字式を立てる
  2. 長さを確認:接点位置から \(l_1\)(a から c まで)と \(l_2\)(c から b まで)を読み取る。\(l_1 + l_2 = 1.00\,\text{m}\)
  3. 式を \(R_x\) について解く:\(R_x = R_0 \times \dfrac{l_2}{l_1}\) の形に変形
  4. 数値代入:\(R_0\), \(l_1\), \(l_2\) の値を代入して計算
注意

「たすきがけ」で覚えると符号ミスが減ります:\(R_0\) が a 側なら、b 側の長さ \(l_2\) と掛けた値が \(R_x \times l_1\) に等しい。\(R_0\) と \(l_1\) のように「同じ側のもの同士」を掛けるのは間違いなので注意しましょう。