中2理科|電流・電圧・抵抗の求め方と計算練習問題まとめ

電流・電圧・抵抗サムネイル 中2理科
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中学2年生の理科で学ぶ「電流・電圧・抵抗」の計算は、オームの法則を理解することがポイントです。本記事では、基本の求め方から公式の使い方、さらに定期テスト対策に役立つ計算練習問題まで、わかりやすくまとめています。苦手な公式も図解や例題でしっかり理解できるので、今日から効率よく得点力をアップできます。

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電流・電圧・抵抗の求め方

直列回路では、電流の大きさはどこでも等しいです。電源の電圧は各部分の電圧の和に等しい。
並列回路では、枝分かれする前の電流の大きさは、枝分かれした後の電流の大きさの和に等しい。電源の電圧と各部分の電圧は等しいです。

抵抗

電流の流れにくさの度合いを抵抗といいます。抵抗の単位は、読み方をオーム、記号をΩを使います。抵抗が小さく電流の流しやすい物質を導体、また抵抗が大きく、電流を流しにくい物質を不導体といいます。

■ 物質の種類による抵抗の大きさのちがい
導体、絶縁体(不導体)、半導体、超電導の4種類があります。

  • 導体…電流が流れる物質。(例)銀(0.016Ω)、銅(0.017Ω)、アルミニウム(0.028Ω)
  • 絶縁体(不導体)…電流が流れない物質。(例)ガラス、ゴム
  • 半導体…導体と絶縁体の中間の性質をもつ物質。(例)ケイ素(シリコン)
  • 超電導…超低温では、ある種の金属の抵抗の大きさが0になる。このような現象。

金属などは、電流を流しやすい物質です。なので、金属の抵抗は小さいということです。プラスチックやゴムなどは電流を流しにくい物質です。なので、プラスチックやゴムの抵抗は大きいということになります。

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オームの法則

オームの法則は、金属線の流れる電流Iは電圧Vに比例するという関係です。電気抵抗(抵抗)は、電流の流れにくさです。単位は、オーム(記号Ω)。1Vの電圧を加えた時に1Aの電流が流れる抵抗の大きさが1Ω。

  • 抵抗=電圧÷電流
  • 電流=電圧÷抵抗
  • 電圧=電流×抵抗

<例題>
ある電熱線に6vの電圧をかけた時の電流の大きさが0.2Aであるとき、この電熱線の抵抗の大きさは30Ω。(6÷0.2=30)

電熱線にかかる電圧を変えて電流の変化を調べる実験

<手順>

  1. 回路で、電熱線の両端にかかる電圧を1.0V、2.0V…5.0Vと変えて、そのときの電流をはかります。
  2. 別の電熱線にかえて、1と同じ操作を行います。

<結果>

電圧(V) 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
電流(mA) 最初の電熱線 0 25 50 75 100 125
別の電熱線 0 50 100 150 200 250

<考察>

  1. グラフを書くと、原点を通る直線となります。電熱線を流れる電流は電圧に比例します。
  2. 同じ電圧を加えた時、最初の電熱線は、別の電熱線より流れる電流が小さいです。最初の電熱線の方が電流が流れにくいということです。

抵抗の接続

  • 抵抗の直列つなぎ…全体の抵抗の大きさは、それぞれの抵抗の大きさの和になる。
  • 抵抗の並列つなぎ…全体の抵抗は。それぞれの抵抗の大きさとり小さくなる。
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【問題】電流・電圧・抵抗の計算問題

【問1】電圧が1.5Vの電池と抵抗の大きさが10Ωの抵抗、および抵抗の大きさがわからない抵抗Aを用意して、図のような回路をつくりました。このとき、点aでの電流の大きさは0.1Aでした。次の問いに答えなさい。
電流の問題
(1)10Ωの抵抗に加わる電圧の大きさは何Vか。
(2)抵抗Aの抵抗の大きさは何Ωか。

【問2】電圧が3Vの電池と、抵抗の大きさが10Ωの抵抗、15Ωの抵抗を用意して、図のような回路をつくり、図の点a,b,cでの電流の大きさをそれぞれ調べた。
オームの法則
(1)電流の大きさが最大であるのは、a,b,cのうちのどの点か。
(2)電流の大きさが最大である点での電流の大きさは何Aか。

【問3】次の問いに答えなさい。
(1)抵抗が10Ωの電熱線に2Aの電流が流れています。電圧はいくらですか?

(2)電圧が12Vで、抵抗が6Ωの回路の電流を求めなさい。

(3)電流が0.5A、電圧が9Vの回路の抵抗はいくらですか?

(4)抵抗15Ωの電熱線に流れる電流が3Aのとき、電圧を求めなさい。

(5)電圧24V、抵抗8Ωの回路に流れる電流はいくらですか?

(6)抵抗が20Ωの回路で、電流0.2Aが流れています。電圧を求めなさい。

(7)電流が2.5A、抵抗が4Ωの回路の電圧は?

(8)電圧18V、電流3Aのとき、抵抗はいくらですか?

(9)抵抗5Ωの電熱線を12Vの電源につなぐとき、流れる電流はいくらですか?

(10)電流1.5Aが流れる回路で電圧が9Vの場合、抵抗を求めなさい。

(11)電圧6V、抵抗3Ωの回路の電流を求めなさい。

(12)電流0.8A、抵抗25Ωの回路の電圧はいくらですか?

(13)抵抗12Ωの回路に1.5Aの電流が流れています。電圧は?

(14)電圧36V、電流6Aのとき、抵抗はいくらですか?

(15)抵抗8Ωの回路に0.75Aの電流が流れています。電圧を求めなさい。

(16)電圧15V、抵抗5Ωの回路に流れる電流はいくらですか?

(17)電流2A、抵抗7Ωの回路の電圧は?

(18)電圧9V、電流0.3Aのとき、抵抗はいくらですか?

(19)抵抗6Ωの電熱線を24Vの電源につなぐとき、流れる電流はいくらですか?

(20)電流0.5Aが流れる回路で電圧が20Vの場合、抵抗を求めなさい。

【解答】電流・電圧・抵抗の計算問題

【問1】
(1)1V
(2)5Ω

【問2】
(1)c
(2)0.5A

【問3】
(1)20V
(2)2A
(3)18Ω
(4)45V
(5)3A
(6)4V
(7)10V
(8)6Ω
(9)2.4A
(10)6Ω
(11)2A
(12)20V
(13)18V
(14)6Ω
(15)6V
(16)3A
(17)14V
(18)30Ω
(19)4A
(20)40Ω

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