これだけ覚えて点数アップ！中学2年理科21オームの法則、電流、電圧、抵抗テスト対策問題

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けんぼう先生

今日は中学校理科オームの法則について学んでいくよ

未来けんぼう

数がみたいな名前

けんぼう先生

公式覚えることでできるから覚えよう

未来けんぼう

頑張ります！

電圧電流抵抗のポイント

前回の記事はこちら
これだけ覚えて点数アップ！中学2年理科20回路と電流電圧テスト対策問題

オームの法則に関する分野はテストでも必ずと言っていいほど出題されるて
公式を覚えてテスト対策していこう

ここではオームの法則を使って電圧、抵抗、電流とそれぞれの値を覚えることができればOKだよ

電流・電圧・抵抗の関係

• 抵抗
  →電流の流れにくさを表す数値
  単位→Ω（オーム）であらわすよ
  抵抗が大きいほど電流が流れにくいという性質があることを覚えておこう
  （例）
  1Aの電流を流すのに1Vの電圧が必要だったとき
  →抵抗は1Ωとなるよ
  1Aの電流を流すのに2Vの電圧が必要だったとき
  →抵抗は2Ωとなるよ
  一般的に、抵抗の大きさは、その物体に1Aの電流を流すのに必要な電流の大きさで表されるよ
  ＝数が大きければ大きいほど電流が流れにくい
  たくさんの電圧を使うと抵抗が大きいんだね
  • 抵抗の大きさの種類
    →抵抗の大きさは物質の種類によってちがう！！ということを頭に入れておこう
    導線に使われる銅中自由電子が通りやすいので抵抗が小さい
    ゴム、紙など→自由電子が通りにくいので抵抗が大きい
  • 導体
    →抵抗が小さく電流が流れやすいもののことをいうよ
    （例）金、銀、銅，鉄、タングステン，ニクロムなど
  • 絶縁体（不導体）
    →抵抗が大きく電流が流れにくいもののことをいうよ
    （例）ガラス、ゴム、紙などが絶縁体だよ

電流・電圧・抵抗の計算

• オームの法則
  →オームの法則は計算で求めることができるので覚えよう
  テストや入試で絶対と言っていいほど出るので計算できるようにしておこう
  • 抵抗
    →電圧÷電流で求めることができるよ
  • 電流
    →電圧÷抵抗で求めることができるよ
  • 電圧
    →抵抗×電流で求めることができるよ
    電圧をV、抵抗をR、電流をIと表す

小学校の頃の道のりや距離を求めるやつと同じように
左の図のようにVAΩを図において求められるようにしておこう

公式覚えておいたら簡単だから頑張ろうね

• 簡単な計算問題
  • 40Ωの電熱線の両端に5.0Vの電圧が加わるときの電流は？
    →求めたいものは電流だよね
    ということは電圧÷抵抗で求めることができるよ
    ＝5÷40＝0.8A
  • 6.0Vで0.6A流れるカイロ全体の抵抗は？
    →求めたいものは抵抗だよね
    ということは電圧÷電流で求めることができるよ
    6÷0.6＝10Ω
    単位もしっかり覚えて書けるようにね
    ポイントは何を求めたいかを見てあげればOK

直列回路

まず最初に左のような図は直列回路ということをおさえよう
1本の道でできているよね

• 直列回路の特徴
  • 電流
    →直列回路は電流はどこでも同じになるという特徴を覚えておこう
  • 電圧と抵抗
    →電圧と抵抗は足し算を使うことができるということを覚えておこう

並列回路

まず最初に左のような図は並列回路ということをおさえよう
道が二個に分かれて戻っているようなものだね

• 並列回路の特徴
  • 電圧
    →並列回路は電圧はどこでも同じになるという特徴を覚えておこう
  • 電流
    →電流は足し算を使うことができるということを覚えておこう
  • 抵抗
    →抵抗はオームの法則を使って計算する

左のような問題が出るので一緒に解いてみよう
【問題】
左の図でカイロ全体を流れる電流を求めよう

まずこれが直列回路か並列回路か考えよう
→1本の道になっているから直列回路だね
直列回路でAを求める問題
電圧は4.5Vとわかっている
抵抗は15Ωと30Ω
抵抗は足し算で求めることができるというのが直列回路の特徴だったよね
＝15Ω＋30Ω＝45Ωだね

電流がわかってないのでオームの法則に当てはめると
電流＝電圧÷抵抗で求めることができるよ

よって4.5V÷45≒0.1
答えは0.1Aということだね
単位も忘れないようにね

直列並列それぞれ何で求められるかを覚えよう

電流のはたらき

• 電力
  • 1秒あたりに消費する電気エネルギーのことだよ
    ＝電気器具が熱とか光とか音を出したりする時の能力を電力っていうんだ
    単位はw（ワット）だよ
  • 電力を求める公式
    →電力＝電圧（V）×電流（A）
    これは絶対に覚えてね
  • 消費電力
    →電気器具などで「100v-1000W」（1OOV電源につなぐと
    1000Wの電力を消費することを表す）のような電力のあらわし方のことだよ
  • 熱量
    →電流を流すと熱が発生するんだよ
    その発生する熱の量のことだね。
    単位はジュールで記号はJ
    公式は熱量［J］＝電力（W）×時間（S）
    1gの水を1℃上昇させるのに約4.2J必要になるよ
    ここは計算に使うのでしっかり覚えておこう
  • 電力量
    →ある時間に使用した電気エネルギーの総量。
    単位はJやWhなどを使うよ
    電力量を求める公式
    電力量J＝電力W×時間S
    ちなみに1Wh＝3600Jということも覚えておこう

熱量と電力量練習問題

• 問題
  抵抗が8オームの電熱線に12Vの電圧を加えて5分間電流を流すと100gの水の温度が7℃上昇した
  1. 電熱線に流れる電流は？
     電流
     →電圧÷抵抗で求めることができるよ
     12÷8＝1.5A
  2. 電熱線の電力は？
     →電力［W］＝電圧（V）×電流（A）
     だったね
     12×1.5＝18W
  3. 電熱線に5分間電流を流した時の電力量は？
     電力量［wh］＝力（W）✕時間（h）だったね
     18×300＝5400J
     ここの時間とは秒のことなので5分間を秒に直すと300秒だね
  4. 5分間に水が受け取った熱量は？
     4.2×100g×7
     （1gの水が1℃上昇するのに必要な温度4.2gと水の量100gと何度上昇したかの7℃）
     2940J

とにかく公式覚えて求めるものが何かを考えよう

ここまで単語を理解できたら実際に問題を解いていこう

中学理科定期テストレベル対策問題

抵抗の大きさが100gの豆球αと15Ωの豆球bを使い、図1、図2のような回路を作った
次の問いに答えよう

• 図1の全体の抵抗の大きさは何Ωか。
  ↓解答解説↓
  答え→25Ω
•  図1で、電源の電圧を3Vにしたとき、A点に流れる電流は何Aか
  ↓解答解説↓
  答え→0.12A
•  図1で、（2）のとき、豆球にbかかる電圧は何Vか
  ↓解答解説↓
  答え1.8V
• 図2の全体の抵抗の大きさは何Ωか
  ↓解答解説↓
  答え→6Ω
• 図2で、電源の電圧を1.5Vにしたとき、B点に流れる電流の大きさは何Aか
  ↓解答解説↓
  答え→0.15A
• 図2で、全体に流れる電流の大きさは何Aか。
  ↓解答解説↓
  答え→0.25A

中学理科定期テストレベル対策問題2

10Ωの電熱線aを用いて図のような回路を作り、電源装置の電圧を20Vにして、3分間電流を流した。
ただし、電熱線以外の抵抗や、電熱線の発熱による抵抗の大きさの変化は考えないものとする。

次の問いに答えなさい

• 電熱線aに流れる電流の大きさは何Aか。
  ↓解答解説↓
  答え→2A
•  電熱線aが消費する電力は何Wか。
  ↓解答解説↓
  答え→40W
•  電熱線αで、3分間に消費される電力量は何Jか。
  ↓解答解説↓
  答え→7200J
• 電熱線aを5Ωの電熱線bに変えて、同様の実験を行った。この時、電熱線bに発生
  する熱は、電熱線αに発生した熱量の何倍になるか
  ↓解答解説↓
  答え→2倍
• 図2で、電源の電圧を1.5Vにしたとき、B点に流れる電流の大きさは何Aか
  ↓解答解説↓
  答え→360A
• 以下の値を【】に示した単位で求めなさい。
  12Wの電熱線から30秒間に発生する熱量【J】
  ↓解答解説↓
  答え→3240J
• 以下の値を【】に示した単位で求めなさい。
  I8Wの電熱線から3分間に発生する熱量【J】
  ↓解答解説↓
  答え→18000J
• 以下の値を【】に示した単位で求めなさい。
  30Wの電力を10分間使ったときの電力量【J】
  ↓解答解説↓
  答え→0.25A
• 以下の値を【】に示した単位で求めなさい。
  400Wの電力を1時間 30分使ったときの電力量【Wh】
  ↓解答解説↓
  答え→600Wh

オームの法則と電流、電圧、抵抗まとめ

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