電流と電圧の基本問題!点数が上がる高校入試理科問題

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電流と電圧、特に電流計や電圧計の接続や目盛りの読み方は、入試や定期テストでもよく出題される内容です。ここでしっかりと演習しておきましょう。

電流と電圧の問題

問題下の図1のように、電流計と電圧計を使って豆電球に流れる電流とかかる電圧を調べた。図2は、そのときの電圧計のようすを表したもので、図3は、電流計のようすを表したものである。このとき、電圧計の-端子は3Vに接続し、電流計の-端子は500mAに接続した。これについて、次の各問いに答えよ。

電流と電圧

(1)図1で、豆電球に流れる電流と、豆電球にかかる電圧を測定するには、電流計と電圧計のそれぞれ端子をどのようにつなげばよいか。図1中に記入せよ。

(2)電流計を回路に接続する場合、回路にどれくらいの電流が流れているかわからなときは、はじめにどの-端子を使うか。また、その理由を答えよ。

(3)回路に電圧計を接続したとき、電圧計の針が図2のようになった。このとき豆電球にかかっている電圧は何Vか。

(4)回路に電流計を接続したとき、電流計の針が図3のようになった。このとき豆電球に流れている電流は何mAか。また、それは何Aか。

(5)豆電球に流れる電流と電圧を測定したが、電流とは豆電球に流れる電気の流れである。では、電圧とは何か。簡潔に説明せよ。

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電流と電圧の問題 解答・解説

(1)電流計は直列に、電圧計は並列に接続します。また、+端子が電源の+極側、-端子が電源の-極側に来るように接続しましょう。

電流計と電圧計の接続

(2)端子:5Aの-端子(最大の-端子) 理由:大きな電流が流れ、電流計の針が振り切れて壊れる恐れがあるため。

電流計は、回路にどのくらいの電流が流れているかわからない場合、最大の-端子を使います。理由は、小さな-端子をはじめから使った場合、大きな電流が流れ、電流計が壊れる恐れがあるからです。

(3)2.00V

まず、電圧計の-端子を確認します。この問題では、3Vの-端子を使っているので、電圧計の針が最大まで振れたときに3Vであることを表しています。したがって、電圧計の読む目盛りは、表示の下の方の2.00Vになります。また、最小の目盛りが0.1Vごとになっているので、その1/10の位、小数第2位まで目盛りを読みます。

(4)100mA、0.1A

まず、電流計の-端子を確認します。この問題では、500mAの-端子を使っているので、電流計の針が最大まで振れたときに500mAであることを表しています。針が最大まで振れたときに表示が5となっているので、ここを500mAであるとすると、流れている電流は100mAとなります。また、1000mAで1Aなので、100mAは0.1Aとなります。

(5)電流を流そうとする圧力。

電圧は電流を流そうとする圧力ですので、電圧を2倍、3倍にすれば、流れる電流も2倍、3倍となります。つまり、電圧と電流は比例関係になります。これをオームの法則といいます。
基本の復習中2理科「電流と電圧」電流計・電圧計の接続の方法

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