電流計・電圧計の接続と測定範囲を選ぶ
二つの回路図と五つの測定記録で、電流計と電圧計の接続、極性、測定範囲と目盛りを読む14問と六つの課題です。
学年・内容の目安 中学校第2学年「理科」の回路測定を考える補助教材。授業の復習や教材の準備に使えます。公開教材の利用条件を確認し、年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。
学習内容や既習事項に合わせて使う独自の練習です。文部科学省の認定教材や、教科書・入試の全範囲を網羅する教材ではありません。
中学校理科第1分野(3)ア(ア)㋐「回路と電流・電圧」の、回路の作成と電流計・電圧計の操作を考える補助教材です。
解説を読む
電流計は、測りたい電流が計器を通るように直列につなぎます。電圧計は、比べたい二点につないで電圧を測ります。低い直流電圧を使う架空の実験を題材に、接続、極性、端子や切り替えで選ぶ測定範囲を考えましょう。
必要な予備知識
乾電池の極と回路の記号、比と目盛りを使います。1 Aは1000 mAです。
- 電流計は測りたい部分に直列、電圧計は測りたい二点の間に並列につなぐ。
- 直流の指針式計器は、電源のプラス極に近い側を計器のプラス側にする。
- 値の見当がつかない場合は、計器の上限を超えないことを確認し、大きい測定範囲から始める。
- 計器の範囲を選び直すときは回路の電源を切り、範囲と目盛りの対応を確かめてから読む。
解き方の例
0～50の目盛りを500 mAの範囲で使うなら、50が500 mA、1目盛り分が10 mAに当たります。
よくある間違い
- 電流計を電源の両端へ直接つなぐ。
- 電圧計を測りたい部品と直列に入れる。
- 選んだ範囲を見ずに、盤面の数字をそのまま記録する。
観察と考え方を講師と確かめる
選択では接続点、極性、範囲と読みを確認します。記述では図または言葉で接続先と理由を示し、計器の上限や安全に関する条件も講師と確かめます。
低電圧の直流回路を図と紙で考えます。実機では講師が計器と電源の仕様を確認し、家庭のコンセントにはつなぎません。作図と操作技能は自動採点しません。
読む文章・資料
豆電球と切れ目X
図の乾電池と豆電球の回路には、導線が切れた場所Xがあります。点PとQは豆電球の両側にあります。電圧だけを測る場合は、先にXを導線でつないで回路を閉じます。
二つの抵抗の間の点
図の乾電池と抵抗R1、R2が一つの輪になっています。乾電池のプラス極から順にP、R1、Q、R2、Sを通ります。計器をつなぐ前に電源を切ります。
電流の上限が分かるとき
直流の電流は0 mAから最大180 mAです。電流計には50 mA、500 mA、5 Aの三つの範囲があり、どれも同じ盤面の目盛りで読みます。値を範囲内に収めつつ、できるだけ細かく読みます。
大きい範囲から電圧を測る
電圧計の範囲は3 V、15 V、150 Vです。測る直流電圧はこの計器の最大の範囲を超えないと確認していますが、はじめは値の見当がつきません。大きい範囲で約1.8 Vと読み、その後も値はほぼ同じと見込めます。
指針が左に動いた記録
指針式の直流電圧計で、赤い端子をプラス側として使います。電源を入れた直後に指針が左へ動いたので、すぐに電源を切りました。記録を見直すと、赤い端子を乾電池のマイナス極側、もう一方をプラス極側につないでいました。
目盛りは0から50
電流計の盤面には0～50の共通目盛りがあります。500 mAの範囲では、盤面の50が500 mAを表します。ある測定で指針は盤面の23を示しました。
二つの誤った接続案
低電圧の直流回路で、計画Aは電流計を乾電池の両端へ直接つなぎます。計画Bは電圧計を豆電球と直列に入れます。実際にはまだどちらもつないでいません。豆電球に加わる電圧を調べたい場面です。
練習する
選択問題では答えを一つ選び、数値問題では指定された単位で数だけを入力します。観察の根拠や途中の計算は、記述課題で講師と確認します。
入力した答えは、ページを再読み込みするか離れるまで、このページのメモリ上に保持されます。保存済みの下書き、アカウントの成績、自動の宿題提出は作成されません。
自分の答えと記述
確認問題・資料・講師と使う課題
資料：豆電球と切れ目X
豆電球に流れる電流を測るため、図の切れ目Xに何をつなぎますか。
- 電圧計をつなぐ。
- 電流計をつなぐ。
- 導線で閉じ、電流計を乾電池の両端につなぐ。
答えと解説
電流計をつなぐ。
Xに電流計を入れると、豆電球を流れる電流が電流計にも流れます。
資料：豆電球と切れ目X
Xを導線で閉じ、豆電球に加わる電圧を測るとき、電圧計の二本の線をどこにつなぎますか。
- Xの両端
- 点Pに二本ともつなぐ
- PとQに一本ずつ
答えと解説
PとQに一本ずつ
豆電球を挟む二点PとQにつなぐと、豆電球と並列になります。
資料：二つの抵抗の間の点
R2に加わる電圧を測るため、電圧計をつなぐ二点はどこですか。
- QとS
- PとQ
- PとS
答えと解説
QとS
R2はQとSの間にあります。
資料：二つの抵抗の間の点
R2に加わる電圧を指針式の電圧計で測るとき、プラス側をどこにつなぎますか。
- S
- Q
- P
答えと解説
Q
R2の両端のうち、乾電池のプラス極に近い側はQです。
資料：電流の上限が分かるとき
180 mAまでを範囲内に収め、三つの中で最も細かく読むには、どの範囲にしますか。
- 50 mA
- 5 A
- 500 mA
答えと解説
500 mA
50 mAでは上限を超えます。500 mAと5 Aのうち、上限が小さい500 mAを選びます。
資料：電流の上限が分かるとき
この電流の上限180 mAをAで表すとどれですか。
- 0.18 A
- 1.8 A
- 18 A
答えと解説
0.18 A
1000 mAで1 Aなので、180を1000で割ります。
資料：大きい範囲から電圧を測る
最初に使う測定範囲として適するものはどれですか。
- 3 V
- 150 V
- 15 V
答えと解説
150 V
値の見当がつかず、最大範囲を超えないので、大きい範囲で始めます。
資料：大きい範囲から電圧を測る
電源を切って範囲を選び直し、約1.8 Vを細かく読むにはどれを選びますか。
- 3 V
- 15 V
- 150 V
答えと解説
3 V
1.8 Vを範囲に収める中で、3 Vが最も小さい範囲です。
資料：指針が左に動いた記録
記録した接続で、計器のプラス側に当たる赤い端子はどちらにつながっていましたか。
- 乾電池のプラス極側
- 両方の極に同時に
- 乾電池のマイナス極側
答えと解説
乾電池のマイナス極側
左へ動いたときの接続が測定記録に書いてあります。
資料：指針が左に動いた記録
電源を切ったまま接続を見直すとき、直す点はどれですか。
- 計器の二本とも乾電池のプラス極側に移す。
- 赤をプラス極側、もう一方をマイナス極側にする。
- 極性は同じまま、いちばん小さい範囲にする。
答えと解説
赤をプラス極側、もう一方をマイナス極側にする。
赤い端子をプラス側に使う計器なので、回路の極に合わせます。
資料：目盛りは0から50
この測定の電流はどれですか。
- 23 mA
- 230 mA
- 460 mA
答えと解説
230 mA
500 mAの範囲では盤面1が10 mAなので、23は230 mAです。
資料：目盛りは0から50
別の測定で、同じ盤面の50が50 mAに当たる範囲を使い、指針が23ならどう読みますか。
- 23 mA
- 230 mA
- 0.23 mA
答えと解説
23 mA
50が50 mAなら盤面1は1 mAです。前の500 mAの範囲と区別します。
資料：二つの誤った接続案
乾電池にほとんど抵抗のない道ができるため、特に大きな電流が流れるおそれがあるのはどれですか。
- 計画B
- 計画A
- 計画Aと計画Bの両方
答えと解説
計画A
電流計は抵抗が小さく、乾電池の両端へ直接つなぐと短絡のおそれがあります。
資料：二つの誤った接続案
豆電球に加わる電圧を調べる接続はどれですか。
- 電流計を豆電球の両端につなぐ。
- 電圧計を豆電球の手前に直列で入れる。
- 電圧計の線を豆電球の両端へ一本ずつつなぐ。
答えと解説
電圧計の線を豆電球の両端へ一本ずつつなぐ。
電圧計は測りたい部品の両端に並列につなぎます。
観察と考え方を講師と確かめる
資料：豆電球と切れ目X
豆電球の電流と電圧をそれぞれ測る接続を、計器の位置が分かる二つの図か言葉で表しましょう。
答えと解説
電流は、切れ目Xに電流計Aを入れて乾電池と豆電球と一つの輪にします。電圧は、Xを導線で閉じた回路で、電圧計Vの二本をPとQにつなぎ、豆電球の両端に並列に置きます。
電流を測るときと電圧を測るときは、別の図にして構いません。
- 電流計を切れ目Xに入れ、乾電池と豆電球に直列につなぐ。
- Xを導線で閉じた回路で、電圧計をPとQに並列につなぐ。
資料：二つの抵抗の間の点
R2に加わる電圧を測るため、電圧計のプラス側とマイナス側をどこにつなぐか説明しましょう。
答えと解説
R2はQとSの間なので、電圧計をQとSへ並列につなぎます。乾電池のプラス極に近いQに電圧計のプラス側を、Sにマイナス側をつなぎます。
部品を挟む二点を見て、その上で極性を考えます。
- R2の両端がQとSなので、電圧計をQとSへ並列につなぐ。
- Qを計器のプラス側、Sをマイナス側につなぐと示す。
資料：電流の上限が分かるとき
使う範囲を決め、選ばなかった二つの範囲の違いを説明しましょう。
答えと解説
上限は180 mAなので500 mAを選びます。50 mAでは範囲を超え、5 Aは5000 mAと広いので、同じ目盛りの盤面では500 mAの方が細かく読めます。
AをmAに直すと三つの範囲を比べられます。
- 上限180 mAに対し、500 mAの範囲を選ぶ。
- 50 mAは上限を超え、5 Aは範囲が広すぎて同じ盤面では読みにくいと説明する。
資料：大きい範囲から電圧を測る
最初の範囲と、約1.8 Vと分かった後の範囲を、切り替える手順も含めて書きましょう。
答えと解説
値の見当がつかず、150 Vを超えないことは確認できているので、150 Vの範囲で始めます。約1.8 Vで安定すると分かったら、電源を切って3 Vに切り替えます。
大きい範囲で上限を超えないようにし、分かった後で細かく読みます。
- 値の見当がつかず150 Vを超えない条件で、150 Vから測る。
- 約1.8 Vを確認した後、電源を切って3 Vの範囲へ変える。
資料：指針が左に動いた記録
指針が左へ動いた原因を、記録した端子と極のつながりを使って説明し、直し方を書きましょう。
答えと解説
プラス側の赤い端子を乾電池のマイナス極側につないでいたので、計器の極性が逆です。電源を切ったまま、赤をプラス極側、もう一方をマイナス極側につなぎ直します。
色だけで決めず、この記録で赤をプラス側に使うことを確認します。
- 赤い端子を乾電池のマイナス極側に接続したため、極性が逆だと示す。
- 電源を切り、赤をプラス極側、もう一方をマイナス極側につなぐと示す。
資料：目盛りは0から50
500 mAの範囲で盤面の23をどう読んだか、盤面の50と範囲の関係から説明しましょう。
答えと解説
盤面の50が500 mAなので、盤面1は10 mAです。23の位置では23×10＝230 mAです。
盤面と実際の単位を一組で読みます。
- 盤面の50が500 mAなので、盤面1は10 mAと示す。
- 盤面の23に対応する電流を230 mAと求める。
ワークシート
学習内容と参考資料
授業・宿題・次の記録につなげる
観察や測定の結果をもとに、生徒が何を根拠に考えたかを一緒に確かめましょう。印刷する場合は、生徒用には解答を付けず、講師用には解答と記述課題の評価の目安を付けます。年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。生徒用のログインを使う場合は、利用条件と同意の手順を確認してください。
講師の方へ
教材にリンクを保存し、必要なときに生徒と共有できます。
この練習問題を保存ワークシート: 電流計・電圧計の接続と測定範囲を選ぶ
MomentDesk · https://momentdesk.com/ja/practice/choose-ammeter-voltmeter-connections-and-measurement-ranges/
選択では接続点、極性、範囲と読みを確認します。記述では図または言葉で接続先と理由を示し、計器の上限や安全に関する条件も講師と確かめます。
読む文章・資料
豆電球と切れ目X
図の乾電池と豆電球の回路には、導線が切れた場所Xがあります。点PとQは豆電球の両側にあります。電圧だけを測る場合は、先にXを導線でつないで回路を閉じます。
二つの抵抗の間の点
図の乾電池と抵抗R1、R2が一つの輪になっています。乾電池のプラス極から順にP、R1、Q、R2、Sを通ります。計器をつなぐ前に電源を切ります。
電流の上限が分かるとき
直流の電流は0 mAから最大180 mAです。電流計には50 mA、500 mA、5 Aの三つの範囲があり、どれも同じ盤面の目盛りで読みます。値を範囲内に収めつつ、できるだけ細かく読みます。
大きい範囲から電圧を測る
電圧計の範囲は3 V、15 V、150 Vです。測る直流電圧はこの計器の最大の範囲を超えないと確認していますが、はじめは値の見当がつきません。大きい範囲で約1.8 Vと読み、その後も値はほぼ同じと見込めます。
指針が左に動いた記録
指針式の直流電圧計で、赤い端子をプラス側として使います。電源を入れた直後に指針が左へ動いたので、すぐに電源を切りました。記録を見直すと、赤い端子を乾電池のマイナス極側、もう一方をプラス極側につないでいました。
目盛りは0から50
電流計の盤面には0～50の共通目盛りがあります。500 mAの範囲では、盤面の50が500 mAを表します。ある測定で指針は盤面の23を示しました。
二つの誤った接続案
低電圧の直流回路で、計画Aは電流計を乾電池の両端へ直接つなぎます。計画Bは電圧計を豆電球と直列に入れます。実際にはまだどちらもつないでいません。豆電球に加わる電圧を調べたい場面です。
資料：豆電球と切れ目X
豆電球に流れる電流を測るため、図の切れ目Xに何をつなぎますか。
- 電圧計をつなぐ。
- 電流計をつなぐ。
- 導線で閉じ、電流計を乾電池の両端につなぐ。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：豆電球と切れ目X
Xを導線で閉じ、豆電球に加わる電圧を測るとき、電圧計の二本の線をどこにつなぎますか。
- Xの両端
- 点Pに二本ともつなぐ
- PとQに一本ずつ
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二つの抵抗の間の点
R2に加わる電圧を測るため、電圧計をつなぐ二点はどこですか。
- QとS
- PとQ
- PとS
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二つの抵抗の間の点
R2に加わる電圧を指針式の電圧計で測るとき、プラス側をどこにつなぎますか。
- S
- Q
- P
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：電流の上限が分かるとき
180 mAまでを範囲内に収め、三つの中で最も細かく読むには、どの範囲にしますか。
- 50 mA
- 5 A
- 500 mA
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：電流の上限が分かるとき
この電流の上限180 mAをAで表すとどれですか。
- 0.18 A
- 1.8 A
- 18 A
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：大きい範囲から電圧を測る
最初に使う測定範囲として適するものはどれですか。
- 3 V
- 150 V
- 15 V
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：大きい範囲から電圧を測る
電源を切って範囲を選び直し、約1.8 Vを細かく読むにはどれを選びますか。
- 3 V
- 15 V
- 150 V
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：指針が左に動いた記録
記録した接続で、計器のプラス側に当たる赤い端子はどちらにつながっていましたか。
- 乾電池のプラス極側
- 両方の極に同時に
- 乾電池のマイナス極側
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：指針が左に動いた記録
電源を切ったまま接続を見直すとき、直す点はどれですか。
- 計器の二本とも乾電池のプラス極側に移す。
- 赤をプラス極側、もう一方をマイナス極側にする。
- 極性は同じまま、いちばん小さい範囲にする。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：目盛りは0から50
この測定の電流はどれですか。
- 23 mA
- 230 mA
- 460 mA
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：目盛りは0から50
別の測定で、同じ盤面の50が50 mAに当たる範囲を使い、指針が23ならどう読みますか。
- 23 mA
- 230 mA
- 0.23 mA
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二つの誤った接続案
乾電池にほとんど抵抗のない道ができるため、特に大きな電流が流れるおそれがあるのはどれですか。
- 計画B
- 計画A
- 計画Aと計画Bの両方
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二つの誤った接続案
豆電球に加わる電圧を調べる接続はどれですか。
- 電流計を豆電球の両端につなぐ。
- 電圧計を豆電球の手前に直列で入れる。
- 電圧計の線を豆電球の両端へ一本ずつつなぐ。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
観察と考え方を講師と確かめる
ここからは講師と確認する記述問題です。自動採点の点数には含みません。
資料：豆電球と切れ目X
豆電球の電流と電圧をそれぞれ測る接続を、計器の位置が分かる二つの図か言葉で表しましょう。
資料：二つの抵抗の間の点
R2に加わる電圧を測るため、電圧計のプラス側とマイナス側をどこにつなぐか説明しましょう。
資料：電流の上限が分かるとき
使う範囲を決め、選ばなかった二つの範囲の違いを説明しましょう。
資料：大きい範囲から電圧を測る
最初の範囲と、約1.8 Vと分かった後の範囲を、切り替える手順も含めて書きましょう。
資料：指針が左に動いた記録
指針が左へ動いた原因を、記録した端子と極のつながりを使って説明し、直し方を書きましょう。
資料：目盛りは0から50
500 mAの範囲で盤面の23をどう読んだか、盤面の50と範囲の関係から説明しましょう。
解答: 電流計・電圧計の接続と測定範囲を選ぶ
電流計をつなぐ。
Xに電流計を入れると、豆電球を流れる電流が電流計にも流れます。
PとQに一本ずつ
豆電球を挟む二点PとQにつなぐと、豆電球と並列になります。
QとS
R2はQとSの間にあります。
Q
R2の両端のうち、乾電池のプラス極に近い側はQです。
500 mA
50 mAでは上限を超えます。500 mAと5 Aのうち、上限が小さい500 mAを選びます。
0.18 A
1000 mAで1 Aなので、180を1000で割ります。
150 V
値の見当がつかず、最大範囲を超えないので、大きい範囲で始めます。
3 V
1.8 Vを範囲に収める中で、3 Vが最も小さい範囲です。
乾電池のマイナス極側
左へ動いたときの接続が測定記録に書いてあります。
赤をプラス極側、もう一方をマイナス極側にする。
赤い端子をプラス側に使う計器なので、回路の極に合わせます。
230 mA
500 mAの範囲では盤面1が10 mAなので、23は230 mAです。
23 mA
50が50 mAなら盤面1は1 mAです。前の500 mAの範囲と区別します。
計画A
電流計は抵抗が小さく、乾電池の両端へ直接つなぐと短絡のおそれがあります。
電圧計の線を豆電球の両端へ一本ずつつなぐ。
電圧計は測りたい部品の両端に並列につなぎます。
記述問題の解答・確認の観点
資料：豆電球と切れ目X
豆電球の電流と電圧をそれぞれ測る接続を、計器の位置が分かる二つの図か言葉で表しましょう。
電流は、切れ目Xに電流計Aを入れて乾電池と豆電球と一つの輪にします。電圧は、Xを導線で閉じた回路で、電圧計Vの二本をPとQにつなぎ、豆電球の両端に並列に置きます。
電流を測るときと電圧を測るときは、別の図にして構いません。
- 電流計を切れ目Xに入れ、乾電池と豆電球に直列につなぐ。
- Xを導線で閉じた回路で、電圧計をPとQに並列につなぐ。
資料：二つの抵抗の間の点
R2に加わる電圧を測るため、電圧計のプラス側とマイナス側をどこにつなぐか説明しましょう。
R2はQとSの間なので、電圧計をQとSへ並列につなぎます。乾電池のプラス極に近いQに電圧計のプラス側を、Sにマイナス側をつなぎます。
部品を挟む二点を見て、その上で極性を考えます。
- R2の両端がQとSなので、電圧計をQとSへ並列につなぐ。
- Qを計器のプラス側、Sをマイナス側につなぐと示す。
資料：電流の上限が分かるとき
使う範囲を決め、選ばなかった二つの範囲の違いを説明しましょう。
上限は180 mAなので500 mAを選びます。50 mAでは範囲を超え、5 Aは5000 mAと広いので、同じ目盛りの盤面では500 mAの方が細かく読めます。
AをmAに直すと三つの範囲を比べられます。
- 上限180 mAに対し、500 mAの範囲を選ぶ。
- 50 mAは上限を超え、5 Aは範囲が広すぎて同じ盤面では読みにくいと説明する。
資料：大きい範囲から電圧を測る
最初の範囲と、約1.8 Vと分かった後の範囲を、切り替える手順も含めて書きましょう。
値の見当がつかず、150 Vを超えないことは確認できているので、150 Vの範囲で始めます。約1.8 Vで安定すると分かったら、電源を切って3 Vに切り替えます。
大きい範囲で上限を超えないようにし、分かった後で細かく読みます。
- 値の見当がつかず150 Vを超えない条件で、150 Vから測る。
- 約1.8 Vを確認した後、電源を切って3 Vの範囲へ変える。
資料：指針が左に動いた記録
指針が左へ動いた原因を、記録した端子と極のつながりを使って説明し、直し方を書きましょう。
プラス側の赤い端子を乾電池のマイナス極側につないでいたので、計器の極性が逆です。電源を切ったまま、赤をプラス極側、もう一方をマイナス極側につなぎ直します。
色だけで決めず、この記録で赤をプラス側に使うことを確認します。
- 赤い端子を乾電池のマイナス極側に接続したため、極性が逆だと示す。
- 電源を切り、赤をプラス極側、もう一方をマイナス極側につなぐと示す。
資料：目盛りは0から50
500 mAの範囲で盤面の23をどう読んだか、盤面の50と範囲の関係から説明しましょう。
盤面の50が500 mAなので、盤面1は10 mAです。23の位置では23×10＝230 mAです。
盤面と実際の単位を一組で読みます。
- 盤面の50が500 mAなので、盤面1は10 mAと示す。
- 盤面の23に対応する電流を230 mAと求める。