中学受験の理科 電流と電気回路~スイッチ回路の問題演習と解説【4】

                          

2021/03/28

 

この演習問題は、かならず2つの学習を終えてから取りくんでください。

【電流と電気回路の基本】
中学受験の理科 電流と電気回路~この順番で学ぶと基本は完ペキ!

【豆電球の直列と並列の組み合わせ】
中学受験の理科 電流と電気回路~豆電球の直列と並列の組み合わせ

 

 

【問題】

次の2パターンについて、それぞれ豆電球A~Eに流れる電流の大きさの比(A:B:C:D:E)を答えましょう。

  1. スイッチ「アとエ」を閉じたとき。
  2. スイッチ「イとウ」を閉じたとき。

 

解答と解説

【解答】

① A:B:C:D:E = 1:0:0:1:1

② A:B:C:D:E = 2:2:1:1:0

 

【解説】

スイッチのある回路は、次の手順で電流をもとめます。

  1. 閉じるスイッチを、図の上で閉じたように記す。
  2. かん電池のプラスからマイナスに向けて、豆電球を通る一筆書きでなぞる。
  3. 基本の回路図に置きかえる。
  4. 電流をもとめる。

 

①において、豆電球B・Cをなぞる場合には、注意が必要です。

 

上左図のように、かん電池のプラスから豆電球Aを通りぬけると、X(抵抗なし)とY(抵抗あり:豆電球B・C)の別れ道です。

電流はすべてXのほうに流れ、Y(豆電球B・C)に電流は流れません。つまり、「部分ショート」となっているわけです。その結果は、上右図のようになります。


結局、①における手順1~3の結果は、以下のようになります。

 

かん電池1つに対して、豆電球3つ直列(A・D・E)の電気回路で、B・Cに電流は流れません。

よって、電流の比は「A:B:C:D:E = 1:0:0:1:1」となります。

 

②ではスイッチ「イとウ」を閉じるので、手順1~3の結果は以下のようになります。

 

かん電池1つに対して、「豆電球2つ直列(A・B)」と「豆電球2つ並列(C・D)」を組み合わせた電気回路です。

よって、電流の比は「A:B:C:D:E = 2:2:1:1:0」となります。

 

 

次の問題演習は、「スイッチのある電気回路5」です。
中学受験の理科 電流と電気回路~スイッチ回路の問題演習と解説【5】

 

 

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