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【6】

                          

2021/03/29

 

この演習問題は、かならず3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

【合成抵抗】
中学受験の理科 電流と電気回路~合成抵抗(中級編)の考え方

 

 

【問題】

かん電池が1つ、豆電球が1つのとき、流れる電流を「1」とします。

上図のスイッチ「ア」のみを閉じたとき、それぞれ豆電球A~Fに流れる電流の大きさを答えましょう(電流が流れない場合は「0」)。

 

 

解答と解説

【解答】

① A:B:C:D:E :F
  = 「 5分の1」:「5分の1」:「5分の2」:「0」:「1」:「5分の2」

 

 

【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。

 

スイッチ「ア」を閉じると、手順1~3の結果は以下のようになります。

 

緑色と赤色で示した2つの回路が、お互いに独立して存在しています。緑色の回路は、「かん電池1つ」に「豆電球1つ(E)」なので、豆電球Eの電流は「1」です。

赤色の回路は、「豆電球1つ(F)」と「豆電球1つ(C)」と「豆電球2つ並列(A・B)」が直列につながって一体になっており、電流をもとめるには合成抵抗の考え方を使う必要があります。

 

 

上左図で、赤い点線部分の合成抵抗は、「1」 + 「1」 + 「2分の1」 = 「2分の5」。

よって、全体の電流は「5分の2」(上右図)で、豆電球の電流はそれぞれ、

「E = 1」「F = C = 5分の2」「A = B = 5分の1」「D = 0」となります。

 

 

「合成抵抗の考え方」(⇒ 中学受験の理科 電流と電気回路~合成抵抗(中級編)の考え方)に、もどりましょう。

 

 

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