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  "api_version": "v1",
  "publisher": {
    "name": "Manazoo",
    "url": "https://manazoo.com/"
  },
  "license": "All rights reserved（AI の参照・要約と出典リンクつきの引用は可。転載・再配布・販売は不可）",
  "terms_url": "https://manazoo.com/terms/",
  "disclaimer": "単元の並びは学習指導要領に沿って作り、年号や人物などの事実は公開データと照らし合わせています。誤りに気づいたら意見箱からお知らせください。確かめて直します。テストや受験の前には、教科書や先生の説明もあわせて確認してください。",
  "attribution": "事実データの一部は Wikidata（CC0）による。単元の構成は文部科学省「小学校学習指導要領」「中学校学習指導要領」「高等学校学習指導要領」（政府標準利用規約2.0）。",
  "kind": "quiz",
  "unit": {
    "slug": "direct-current-circuits",
    "title": "直流回路",
    "url": "https://manazoo.com/high/physics/direct-current-circuits/"
  },
  "canonical_url": "https://manazoo.com/high/physics/direct-current-circuits/quiz/",
  "questions": [
    {
      "id": "q-aged-battery-terminal-voltage-choice",
      "type": "choice",
      "prompt": "電池を使い続けて内部抵抗が大きくなると、同じ大きさの電流を取り出したときの端子電圧はどうなるか。",
      "choices": [
        "小さくなる",
        "0になる",
        "変わらない",
        "大きくなる"
      ],
      "answer": 0,
      "accept": [],
      "explanation": "端子電圧V＝E−Irなので、内部抵抗rが大きくなると同じ電流Iでも電圧降下Irが大きくなり、端子電圧は小さくなる。",
      "entities": [
        "emf-and-internal-resistance"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-ammeter-series-connection-choice",
      "type": "choice",
      "prompt": "電流計を回路につなぐときの正しいつなぎ方はどれか。",
      "choices": [
        "電源の両端に直接つなぐ",
        "どこにつないでもよい",
        "測りたい部分に並列につなぐ",
        "測りたい部分に直列につなぐ"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "電流計は回路を流れる電流をそのまま測るため、測りたい部分に直列につなぐ。電圧計は並列につなぐ。",
      "entities": [
        "wheatstone-bridge"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-ammeter-shunt-resistance",
      "type": "input",
      "prompt": "内部抵抗9.0Ω、最大電流0.10Aの検流計を使って、最大1.0Aまで測れる電流計を作る。分流器の抵抗は何Ωにすればよいか。",
      "choices": null,
      "answer": "1.0",
      "accept": [
        "1.0Ω",
        "1Ω"
      ],
      "explanation": "検流計にかかる電圧はIg×Rg＝0.10×9.0＝0.90V。分流器にはIs＝1.0−0.10＝0.90Aが流れるので、Rs＝0.90/0.90＝1.0Ω。",
      "entities": [
        "wheatstone-bridge"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-battery-current-from-emf-and-resistance",
      "type": "input",
      "prompt": "起電力9.0V、内部抵抗1.0Ωの電池に8.0Ωの抵抗をつないだ。回路に流れる電流は何Aか。",
      "choices": null,
      "answer": "1.0",
      "accept": [
        "1",
        "1.0A",
        "1A"
      ],
      "explanation": "I＝E/(R+r)＝9.0/(8.0+1.0)＝9.0/9.0＝1.0A。",
      "entities": [
        "emf-and-internal-resistance"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-bulb-current-from-voltage-and-emf",
      "type": "input",
      "prompt": "起電力4.5Vの電源に抵抗5.0Ωと電球を直列につないだ回路で、電球の電圧が3.0Vのとき、回路に流れる電流は何Aか。",
      "choices": null,
      "answer": "0.30",
      "accept": [
        "0.3",
        "0.30A",
        "0.3A"
      ],
      "explanation": "負荷線の式V＝E−IRより、I＝(E−V)/R＝(4.5−3.0)/5.0＝0.30A。",
      "entities": [
        "nonlinear-resistors"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-bulb-voltage-from-current-and-resistor",
      "type": "input",
      "prompt": "起電力9.0V（内部抵抗は無視できる）の電源に、抵抗20Ωと電球を直列につないだ。電球に流れる電流が0.30Aのとき、電球にかかる電圧は何Vか。",
      "choices": null,
      "answer": "3.0",
      "accept": [
        "3.0V"
      ],
      "explanation": "負荷線の式V＝E−IRより、V＝9.0−0.30×20＝9.0−6.0＝3.0V。",
      "entities": [
        "nonlinear-resistors"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-filament-resistance-temperature-choice",
      "type": "choice",
      "prompt": "電球のフィラメントに流れる電流が大きくなるほど、フィラメントの抵抗はどうなるか。",
      "choices": [
        "大きくなる",
        "変わらない",
        "小さくなる",
        "0になる"
      ],
      "answer": 0,
      "accept": [],
      "explanation": "電流が大きくなるほどジュール熱でフィラメントの温度が上がり、金属の抵抗は温度が上がると大きくなるため、フィラメントの抵抗も大きくなる。",
      "entities": [
        "nonlinear-resistors"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-internal-resistance-from-two-currents",
      "type": "input",
      "prompt": "ある電池の外部抵抗を5.5Ωにすると電流0.80A、10.0Ωにすると電流0.50Aになった。この電池の内部抵抗は何Ωか。",
      "choices": null,
      "answer": "2.0",
      "accept": [
        "2",
        "2.0Ω",
        "2Ω"
      ],
      "explanation": "E＝I(R+r)より0.80×(5.5+r)＝0.50×(10.0+r)。整理するとr＝(0.50×10.0−0.80×5.5)/(0.80−0.50)＝0.60/0.30＝2.0Ω。",
      "entities": [
        "emf-and-internal-resistance"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-junction-current-branch",
      "type": "input",
      "prompt": "分岐点に5.0Aの電流が流れ込み、2本の抵抗に分かれて流れ出た。1本に2.0A流れたとき、もう1本は何Aか。",
      "choices": null,
      "answer": "3.0",
      "accept": [
        "3.0A",
        "3A"
      ],
      "explanation": "電流則より、流れ込む電流の和と流れ出る電流の和は等しいので、5.0−2.0＝3.0A。",
      "entities": [
        "kirchhoffs-laws"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-junction-current-sum",
      "type": "input",
      "prompt": "回路の1つの分岐点に、2.0Aと3.0Aの電流が流れ込んでいる。流れ出る電流が1本だけなら、その電流は何Aか。",
      "choices": null,
      "answer": "5.0",
      "accept": [
        "5.0A",
        "5A"
      ],
      "explanation": "電流則より、流れ込む電流の和と流れ出る電流の和は等しいので、2.0＋3.0＝5.0A。",
      "entities": [
        "kirchhoffs-laws"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-metal-resistivity-temperature-direction",
      "type": "choice",
      "prompt": "金属の抵抗率は、温度が上がるとどうなるか。",
      "choices": [
        "0になる",
        "大きくなる",
        "変わらない",
        "小さくなる"
      ],
      "answer": 1,
      "accept": [],
      "explanation": "金属では温度が上がるとイオンの熱振動が激しくなり、自由電子がぶつかりやすくなるため、抵抗率は大きくなる。",
      "entities": [
        "resistivity-temperature-dependence"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-n-type-semiconductor-carrier",
      "type": "choice",
      "prompt": "n型半導体で、電流の運び手（キャリア）として主にはたらくのは何か。",
      "choices": [
        "イオン",
        "中性子",
        "正孔（ホール）",
        "自由電子"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "価電子が1個多い元素を加えたn型半導体では、結晶の中に余った自由電子が生まれ、キャリアとしてはたらく。",
      "entities": [
        "semiconductors-and-pn-junction-diode"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-operating-point-definition-choice",
      "type": "choice",
      "prompt": "回路の動作点（実際に流れる電流と素子にかかる電圧）は、グラフ上のどこで求められるか。",
      "choices": [
        "2つのグラフの面積が等しくなる点",
        "素子の電流電圧特性と負荷線の交点",
        "素子の電流電圧特性のグラフの原点",
        "負荷線とグラフの横軸の交点"
      ],
      "answer": 1,
      "accept": [],
      "explanation": "素子の電流電圧特性のグラフと、電源・固定抵抗から決まる負荷線を同じグラフに描き、その交点が実際の動作点になる。",
      "entities": [
        "nonlinear-resistors"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-p-type-semiconductor-carrier",
      "type": "choice",
      "prompt": "p型半導体で、電流の運び手として主にはたらくのは何か。",
      "choices": [
        "陽子",
        "自由電子",
        "イオン",
        "正孔（ホール）"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "価電子が1個少ない元素を加えたp型半導体では、電子が1個欠けた正孔（ホール）が生まれ、キャリアとしてはたらく。",
      "entities": [
        "semiconductors-and-pn-junction-diode"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-pn-junction-forward-bias-current",
      "type": "choice",
      "prompt": "pn接合ダイオードに、p型側を＋、n型側を－にする向き（順方向）に電圧を加えると、電流はどうなるか。",
      "choices": [
        "流れやすくなる",
        "向きによらず一定の大きさで流れる",
        "流れにくくなる（ほとんど流れない）",
        "電流は流れず磁界だけが発生する"
      ],
      "answer": 0,
      "accept": [],
      "explanation": "p型側を＋にする順方向では、電子と正孔が接合面を通って流れ続けるため電流が流れやすくなる。",
      "entities": [
        "semiconductors-and-pn-junction-diode"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-pn-junction-rectification-term",
      "type": "choice",
      "prompt": "pn接合ダイオードのように、一方向にしか電流を通しにくい性質を何というか。",
      "choices": [
        "磁化作用",
        "分極作用",
        "誘導作用",
        "整流作用"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "順方向には流れやすく、逆方向にはほとんど流れないこの性質を整流作用という。",
      "entities": [
        "semiconductors-and-pn-junction-diode"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-resistance-temp-rise-50c",
      "type": "input",
      "prompt": "0℃で8.0Ωの金属線がある。温度係数が5.0×10⁻³/℃のとき、50℃での抵抗は何Ωか。",
      "choices": null,
      "answer": "10",
      "accept": [
        "10Ω",
        "10.0",
        "10.0Ω"
      ],
      "explanation": "\\(R_t=R_0(1+\\alpha t)\\)＝8.0×(1+5.0×10⁻³×50)＝8.0×1.25＝10Ω。",
      "entities": [
        "resistivity-temperature-dependence"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-resistivity-ratio-100c",
      "type": "input",
      "prompt": "0℃での抵抗率ρ0が1.0×10⁻⁷Ω・mの金属がある。温度係数αが2.0×10⁻³/℃のとき、100℃での抵抗率は何×10⁻⁷Ω・mか。",
      "choices": null,
      "answer": "1.2",
      "accept": [
        "1.2×10⁻⁷",
        "1.2×10⁻⁷Ω・m"
      ],
      "explanation": "\\(\\rho_t=\\rho_0(1+\\alpha t)\\)＝1.0×(1+2.0×10⁻³×100)＝1.0×1.2＝1.2（×10⁻⁷Ω・m）。",
      "entities": [
        "resistivity-temperature-dependence"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-temp-coefficient-from-resistance-change",
      "type": "input",
      "prompt": "0℃で20Ωの抵抗が、温度が上がって24Ωになった。温度係数が4.0×10⁻³/℃のとき、何℃上がったか。",
      "choices": null,
      "answer": "50",
      "accept": [
        "50℃"
      ],
      "explanation": "24＝20×(1+αt)より1+αt＝1.2、αt＝0.2。t＝0.2÷4.0×10⁻³＝50℃。",
      "entities": [
        "resistivity-temperature-dependence"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-terminal-voltage-from-emf-and-current",
      "type": "input",
      "prompt": "起電力6.0V、内部抵抗0.40Ωの電池から5.0Aの電流を取り出したとき、端子電圧は何Vか。",
      "choices": null,
      "answer": "4.0",
      "accept": [
        "4",
        "4.0V",
        "4V"
      ],
      "explanation": "V＝E−Ir＝6.0−0.40×5.0＝4.0V。",
      "entities": [
        "emf-and-internal-resistance"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-two-battery-circuit-common-current",
      "type": "input",
      "prompt": "起電力4.0V・抵抗1.0Ωの電池と、起電力5.0V・抵抗1.0Ωの電池を、共通の抵抗0.40Ωに並列につないだ。共通の抵抗に流れる電流I₃は何Aか。",
      "choices": null,
      "answer": "5.0",
      "accept": [
        "5.0A",
        "5A"
      ],
      "explanation": "各電池の枝の電流はI1＝4.0−0.40I3、I2＝5.0−0.40I3。電流則I1+I2＝I3に代入すると9.0−0.80I3＝I3より、I3＝9.0/1.80＝5.0A。",
      "entities": [
        "kirchhoffs-laws"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-voltage-law-conservation-idea",
      "type": "choice",
      "prompt": "キルヒホッフの第二法則（電圧則）のもとになっている考え方はどれか。",
      "choices": [
        "運動量が保存されること",
        "分岐点で電気量が保存されること",
        "エネルギーがすべて熱に変わること",
        "閉回路を1周すると電位がもとに戻ること"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "閉回路を1周してもとの点に戻れば、電位は出発したときと同じ値に戻る。これが電圧則（起電力の和＝電圧降下の和）のもとになっている考え方である。",
      "entities": [
        "kirchhoffs-laws"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-voltmeter-multiplier-resistance",
      "type": "input",
      "prompt": "内部抵抗9.0Ω、最大電流0.10Aの検流計を使って、最大10Vまで測れる電圧計を作る。倍率器の抵抗は何Ωにすればよいか。",
      "choices": null,
      "answer": "91",
      "accept": [
        "91Ω"
      ],
      "explanation": "最大のとき検流計と倍率器に同じ電流0.10Aが流れ、Rg+Rm＝V/Ig＝10/0.10＝100Ω。Rm＝100−9.0＝91Ω。",
      "entities": [
        "wheatstone-bridge"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-wheatstone-bridge-unknown-resistance",
      "type": "input",
      "prompt": "ホイートストンブリッジで、比のとれた2つの抵抗P＝5.0Ω、Q＝20Ωと、標準抵抗S＝15Ωを使って検流計の電流が0になった。未知の抵抗Xは何Ωか。",
      "choices": null,
      "answer": "60",
      "accept": [
        "60Ω"
      ],
      "explanation": "つり合いの条件PX＝QSより、X＝QS/P＝20×15/5.0＝60Ω。",
      "entities": [
        "wheatstone-bridge"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    }
  ]
}