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勉強レベル10

理科 中学三年電流

【質問の答えについて】

この質問の答えはわかりません。

理科 中学三年電流です。

オームの法則で電熱線に流れる電流の強さは、電圧に比例する。とありますが、このグラフは原点を通る直線になるっていうことはわかるんですが、

なんか、もやもやしたわからない感じになります。

グラフに表したとき、その直線は何を表すのか?やその左と下は何をからわすのかがわかりません。





また、直列つなぎの抵抗は、それぞれの抵抗の和になる。抵抗の長さに比例し断面積に反比例するとあります。これの意味が全くわかりません。



中学の電気のところがすごく苦手です。どうやったらできるようになりますか?
1回答一覧

 オームの法則は「電圧は電流と抵抗の掛け算で表すことが出来る」という物です。文字で書くなら

 V = IR

ですね。中学までなら距離と速さと時間の関係を学んだ時に「キ」「ハ」「ジ」とか使って覚えたと思いますが、オームの法則でも自分でゴロなどを作り暗記するのが一番楽です。そうすればグラフがどうなるのかは混乱しないと思います(単位も忘れないように)。

 

 直列の時、並列の時の抵抗がどうなるかは電源と、抵抗の「電圧」「電流」「抵抗」をまとめた表を書きながら考えると大丈夫かと。

 

 後半の「抵抗の長さに比例し断面積に反比例する」は自分の時は高校で習いましたが、オームの法則を掘り下げる必要があるので中学生の間は「こういうもの」で済ませてもいいかと(特に電気の分野が苦手なら)。

 

 おそらく習っていないと思うので、「ふーん」程度で済ませていいです。興味があるなら「オームの法則 導出」とかで調べてみて下さい。

 要所のみ書くと断面積 S [m2] 、長さ l [m] 、自由電子の数密度 n [個/m^3] の導線の両端に、V [V] の電圧を掛けたとします。

この時に1個の自由電子にかかる力F[N]は、電場をE[N/C]とすると

 F = eE (eは1個の自由電子量の大きさ)

となります。電場はV/lなので、代入して

 F = e(V/l)

自由電子の平均の速さをv、抵抗力の比例定数をkとすると力のつり合いより

 e(V/l) = kv

 ∴v = eV/kl

これを電流の大きさを表す式 I = envS(nは自由電子の数密度) に代入して

 I = (nSe^2 / kl)V

このカッコの中が大きいほど電流は大きくなります。このカッコの逆数をRと置くと

 I = V/R

 ∴V = IR

となり、見慣れたオームの法則が導出できました。Rは今分母に断面積、分子に長さが定義されているので「抵抗の長さに比例し断面積に反比例する」が確認できます。

 

電気の分野は力学、波などと違い「イメージしにくい」事が苦手意識を強める原因になっていると思うので、とにかく図や表を描く事、でしょうか。描く癖をつけて問題を解いていればある程度の点数は安定すると思いますよ、応用は他の分野の理解も必要なので厳しいと思いますけど。

 

 

あきな 9か月前
ベストアンサー
  • 詳しく教えてくださりありがとうございます。断面積のは、すごく難しいですね。

    助かりました
    9か月前

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