GBO004 問題7
問題文
スイッチ回路
問題文
乾電池、全く同種の豆電球 1~4 及びスイッチ A~C を用いて図のような回路を作成した。これについて以下の問いに答えよ。ただし、初期状態でスイッチは全て切れているものとする。
(1) スイッチ C のみを入れた際に最も明るく光る豆電球を全て答えよ。
(2) スイッチ A、B を両方入れた際に光る豆電球を全て答えよ。
(3) 乾電池から流れ出る電流が最も大きくなるスイッチの入れ方を以下の選択肢から全て選び答えよ。
- Aのみ
- Bのみ
- Cのみ
- AとB
- AとC
- BとC
- AとBとC
ただし、全ての豆電球は等しい一定の抵抗値をもち、乾電池の電圧は一定であるとする。また、乾電池の内部抵抗及び導線の抵抗は無視する。
制約
なし
入力形式
(1)の答えを番号が小さい順に並べてできる自然数を a、(2)の答えを番号が小さい順に並べてできる自然数を b、(3)の答えを番号が小さい順に並べてできる自然数を c とする。
このとき次の自然数を入力せよ。
100a+10b+c
解説
等価回路を考えます。
(1) スイッチ C を入れると、1、2 の並列及び 3 と 4 の豆電球が直列に並んだ回路になります。同一の豆電球の明るさは豆電球に流れる電流に正に相関するため、答えは 34 となります。
(2) スイッチ A と B を入れると、1、2、4 の三つの豆電球による並列回路になります。よって答えは 124 になります。
(3) 選択肢にある 7 通りの等価回路を考えるのも良いですが、ゴールから逆走する方が早く解けます。乾電池から流れ出る電流が大きいということは、回路全体の抵抗が小さいことを意味します。よって豆電球が 4 つある回路ではこれら全ての豆電球が並列となる回路が理想形であるとわかります。
以降はパズルとなりますが、豆電球 3 はスイッチ C が入っていないと点灯しないことを踏まえれば簡単に解け、答えは 7 になります。
よって a=34、b=124、c=7 となるため、
100a+10b+c=100×34+10×124+7=4647となります。
答え:4647