【定期テスト対策問題】電気抵抗とオームの法則

電流・電圧・抵抗の計算問題に挑戦します。計算の基本となるオームの法則を使った計算になります。ここは非常に重要な内容ですので、じっくりと解けるまで頑張りましょう。

電気抵抗とオームの法則の確認問題

解答

右図のような回路を組んで、電熱線ａと電熱線ｂに電圧をかけ、流れる電流の大きさを測定した。その結果が下のグラフである。これについて、次の各問いに答えよ。

（1）電熱線ａとｂはどちらの方が電流が流れやすいか。

（2）電熱線ａに12Ｖの電圧をかけると、何Ａの電流が流れるか。

（3）電熱線ａの抵抗の大きさは、電熱線ｂの抵抗の大きさの何倍か。

（4）電熱線に流れる電流は、電熱線にかかる電圧に比例することがグラフよりわかる。これを何というか。

【解答・解説】オームの法則の計算・グラフの問題

（1）電熱線ｂ

グラフの見ると、電熱線ａよりも電熱線ｂの方が傾きが大きいことがわかります。これは、電熱線ａよりも電熱線ｂの方が電流が流れやすいことを表しています。例えば、電熱線ａ、ｂに同じ6.0Ｖの電圧をかけた場合、電熱線ａには0.2Ａの電流が流れるが、電熱線ｂには0.3Ａの電流が流れることがわかります。

（2）0.4Ａ

12Ｖの半分の6Ｖの場合、電熱線ａには0.2Ａの電流が流れることがわかります。電圧と電流は比例するので、電圧が2倍になると、流れる電流も2倍になります。したがって、0.2Ａの2倍の0.4Ａの電流が流れます。

（3）1.5倍

抵抗の大きさは電圧Ｖ÷電流Ａで求めることができます。電熱線ａの抵抗の大きさは、6Ｖで0.2Ａの電流が流れているので、6Ｖ÷0.2Ａ＝30Ω。電熱線ｂの抵抗の大きさは、6Ｖで0.3Ａの電流が流れているので、6Ｖ÷0.3Ａ＝20Ω。したがって、30Ω÷20Ω＝1.5倍になります。

（4）オームの法則

電熱線にかかる電圧を2倍、3倍にすると、電熱線に流れる電流も2倍、3倍になります。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うのです。