【中2理科】抵抗とオームの法則をわかりやすく解説！計算方法＆演習問題付き

電流、電圧に続き登場するのが抵抗です。絶縁体や導体の特徴と、電流・電圧・抵抗の関係を詳しく学習します。

抵抗とは

まずは、抵抗（電気抵抗）について説明します。抵抗とは、電流の流れにくさを表す量です。単位はΩ（オーム）を使って表します。抵抗が大きければ大きいほど、電流が流れにくくなります。逆に、抵抗が小さければ小さいほど、電流が流れやすくなります。

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になります。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。

金属のように、電流を流しやすい物質、いい換えると抵抗が小さい物質を導体といいます。

プラスチックやゴムのように、電流を流しにくい物質、いい換えると抵抗が大きい物質を絶縁体または不導体といいます。絶縁体の「縁」という字を「緑」と間違える生徒が多いので注意しましょう。

オームの法則とは、ある抵抗に流れる電流［A］と、電圧［V］が比例することをいいます。電圧が電流を流そうとする力（パワー）であるから、電圧が2倍、3倍になると、流れる電流も2倍、3倍になります。

オームの法則を使って、電流や電圧、抵抗を計算することができます。

電流［A］の大きさや、電圧［V］の大きさ、抵抗［Ω］の大きさは計算によって求めることができます。

で求めることができます。つまり、電流・電圧・抵抗のうち、2つの数字がわかれば、残りの1つの数字も計算で求めることができるのです。

次のように「テントウ虫」の形で覚えておくと便利です。

（1）5.0Vの電圧を加えると2.0Aの電流が流れた。抵抗の大きさは何Ωか。

（2）10Ωの抵抗に2.0Aの電流が流れた。このときの電圧は何Vか。

（3）30Ωの抵抗に15Vの電圧をかけると何Aの電流が流れるか。

（4）2.0Vの電圧をかけると、100mAの電流が流れた。抵抗は何Ωか。

解答

（1）2.5Ω
5.0V÷2.0A＝2.5Ω

（2）20V
10Ω×2.0A＝20Ω

（3）0.5A
15V÷30Ω＝0.5A

（4）20Ω
100mA＝0.1A
2.0V÷0.1A＝20Ω

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。

（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。