中2理科「電流・電圧・抵抗の求め方」練習問題

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中学理科「電流・電圧・抵抗の求め方」練習問題です。入試でも頻出の計算問題ですので、しっかり学習していきましょう。それでは、中3理科・計算公式「電流・電圧・抵抗の求め方」練習問題です。

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。

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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。

電流は電圧に比例し、抵抗に反比例します。この関係をオームの法則といいます。

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

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)…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 となります。

<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。

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。

練習問題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。

解答1

  1. 1V

練習問題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。

解答2

  1. c
  2. 0.5A
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