Question

おもち

解説お願い致します🙇🏻‍♀️

電流と電圧の関係に関する、次の実験を行った。 これらをもとに,以下の各問に答えなさい。
[実験Ⅰ] 図1のように回路を組み立て,細い電熱線に加える電圧を変化させ,電流の大きさを測定
した。次に, 細い電熱線を太い電熱線にとりかえ,同様に加える電圧を変化させ,電流の大
きさを測定した。 図2は, それぞれの結果をグラフにまとめたものである。
[実験Ⅱ] 実験Iで用いた2本の電熱線を用いて, 図3のような回路を組み立てた。 次に, 電源装置
の電圧を 9.0Vにして回路のA~Cの各点の電流の大きさを測定したところ, 点Aでは2.4A
だった。
800円
図1
電源装置
図2
0.8
B
+
スイッチ
B-52
0.7
電流
0.6
0.5
0.4
太い電熱線
図3
電源装置
スイッチ
細い電熱線
[A] 0.3
細い電熱線
細い電熱線
IS
電圧計
0.2
B
0.1
A
80
>>1
1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
電圧[V]
>
太い 電熱線

次の文は,実験Ⅱの結果から回路全体の抵抗の大きさについて述べたものである。文中の①~
③にあてはまる語句をそれぞれ書き, 文を完成させなさい。
実験Ⅱのように2本の電熱線をつなぎ, 電源装置の電圧を 9.0Vにしたときそれぞれの電
熱線に流れる電流の大きさは,実験Iのように電熱線を1本ずつつなぎ, 電源装置の電圧
を9.0Vにしたとき流れる電流の大きさと比べると( ① )。 また, 実験Ⅱで回路全体を流
れる電流の大きさは, それぞれの電熱線を流れる電流のどちらと比べても(②)。 よって
実験Ⅱの回路全体の抵抗の大きさは,それぞれの電熱線の抵抗の大きさと比べると(③)。

Answer 1

✨ Jawaban Terbaik ✨

きらうる

①等しい　②大きい　③小さい
図3は並列回路です。
並列回路の場合、回路全体を流れる電流は、図1のような1つの電熱線を流れる電流よりも大きくなる。これは並列回路にすると、全体の抵抗が1つの電熱線の抵抗より小さくなるからである。

実際に数値で確かめてみる。
図2からそれぞれの抵抗を求めると
太い電熱線＝1V÷0.2A＝5Ω
細い電熱線＝3V÷0.2A＝15Ω

図1のように1本でつないでも、図3のように2本の電熱線を並列につないでも、電熱線にかかる電圧はどちらも等しい。だから、それぞれを流れる電流も等しくなります。
図3の回路において
太い電熱線の電流＝9V÷5Ω＝1.8A
細い電熱線の電流＝9V÷15Ω＝0.6A
全体の電流は1.8A+0.6A＝2.4A
なので、それぞれの電熱線を流れる電流のどちらよりも大きくなります。
回路全体の抵抗＝9V÷2.4A＝3.75Ω
となるので、太い電熱線・細い電熱線ともに回路全体の抵抗の大きさの方が小さくなります。

おもち

ありがとうございます！なぜ電圧は等しいと言えるのですか？

きらうる

詳しくは高校物理で習いますが、キルヒホッフの電圧則から導き出せます。
中学であれば、並列は電圧が同じ、直列は電流が同じ、と覚えておけば十分です。