正答2
解説
正解は2です。
図の回路では、電源の両端に上側の4 Ωの抵抗が直接つながっています。
もう一方の経路は、12 Ωの抵抗と下側の4 Ωの抵抗が直列につながり、電源の両端に接続されています。
つまり「4 Ω」と「12 Ω+4 Ω」の2つの経路が並列になっており、電源から流れ出る電流の合計が1 Aです。
【計算】
直列部分の抵抗は 12 + 4 = 16 Ωです。
全体の合成抵抗は 4 × 16 ÷(4 + 16)= 64 ÷ 20 = 3.2 Ωです。
電源電圧は E = 1 A × 3.2 Ω = 3.2 Vです。
12 Ωの抵抗を含む経路には3.2 Vがかかるので、I = 3.2 V ÷ 16 Ω = 0.2 Aです。
確認すると、上側の4 Ωには 3.2 ÷ 4 = 0.8 Aが流れ、0.8 + 0.2 = 1 Aとなって全体の電流と一致します。
【選択肢別解説】
1:× 0.1 Aは計算値の半分で、計算の結果と一致しません。
2:○ 12 Ωを含む経路の抵抗は16 Ω、かかる電圧は3.2 Vなので、I = 0.2 Aです。
3:× 0.4 Aは計算の結果と一致しません。
4:× 0.6 Aは計算の結果と一致しません。
5:× 0.8 Aは、上側の4 Ωの抵抗に流れる電流です。
12 Ωの抵抗に流れる電流ではありません。
【ポイント】
並列回路では、各経路に流れる電流は経路の抵抗に反比例して分かれます。
4 Ωと16 Ωの経路では電流が4:1に分かれるため、1 Aのうち0.2 Aが16 Ωの経路に流れると考えても求められます。