直列・並列回路の電流と電圧の関係を調べる
二つの模式図と五つの架空の測定場面で、直列・並列回路の電流と電圧を調べる14問と六つの記述課題です。
学年・内容の目安 中学校第2学年「理科」の直列・並列回路を考える補助教材。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、直列・並列回路の測定結果を読む補助教材です。
解説を読む
回路図の枝分かれと測った点を見ながら、電流と電圧の関係を分けて調べます。直列では、同じ輪を流れる電流はどの点でも等しく、各部の電圧を足すと全体の電圧になります。並列では、分かれた枝の電流を足すと分かれる前の電流に等しく、同じ二点につながる枝の電圧は等しくなります。
必要な予備知識
電流計と電圧計の接続、直流の回路図、A・mA・Vの単位を使います。
- 分岐のない回路では、電流の大きさはどの点でも等しい。
- 直列につないだ抵抗では、各抵抗に加わる電圧の和が全体に加わる電圧になる。
- 分岐点では、入る電流の和と出る電流の和が等しい。
- 同じ二点に並列につないだ枝では、二点間の電圧は同じ。電流の分かれ方は枝によって異なることがある。
解き方の例
分岐前が0.45 Aで、一方の枝に0.20 Aなら、もう一方の枝には0.25 Aが流れます。
よくある間違い
- 直列の途中で、先の抵抗が電流を使うため次の電流は小さくなると考える。
- 並列の枝の電圧を足して、分岐全体の電圧を求める。
- 枝が二つあれば、どんな抵抗でも電流は等しく分かれると考える。
観察と考え方を講師と確かめる
選択では回路の種類、測った場所、電流と電圧の単位を確かめます。記述では、どの値が等しくどの値を足すかを図や言葉で説明します。
低い直流電圧で、導線や接点での電圧の変化を無視できる模式的な回路を扱います。家庭のコンセントや、計器の内部抵抗の影響は扱いません。
読む文章・資料
分岐のない二つの抵抗
図の回路は、電池のプラス極からP、抵抗R1、Q、抵抗R2、Sを順に通り、電池のマイナス極に戻ります。点Pの電流は0.20 A、PとSの間の電圧は6.0 V、PとQの間は2.0 Vでした。
二つに分かれる抵抗の枝
図の回路では、Pの後でR1の枝とR2の枝に分かれ、Sの手前で再び合わさります。枝分かれ前のPは0.50 A、R1の枝は0.30 Aでした。R1の両端の電圧は3.0 Vです。
直列回路の記録を整える
分岐のない回路に抵抗CとDを直列につなぎます。Cの前で電流は150 mA、Cに加わる電圧は1.5 V、Dに加わる電圧は2.5 Vでした。
同じ二点につなぐ二つの枝
二つの枝E、Fは、どちらも分岐点Uと合流点Wにつながります。UとWの間の電圧は4.0 Vです。枝Eの電流は0.12 A、枝Fの電流は0.18 Aです。
分岐の前と後を測る
二つの枝GとHがある回路で、分岐前の電流は360 mA、Gは140 mA、Hは220 mAでした。二つの枝は別の場所へつながらず、合流して一つの導線に戻ります。
回路を読み違えたメモ
二つの抵抗の両端は、それぞれ同じ二つの点につながっています。片方に加わる電圧を2.4 Vと測りました。ある生徒は「抵抗が二つあるので、二つを合わせた両端の電圧は4.8 V」と書きました。
測定場所の記録が足りない
二つの抵抗が枝分かれのない輪につながっています。抵抗二つを合わせた両端の電圧は6 Vでした。各抵抗に加わる電圧も、二つの抵抗の値も記録していません。
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：分岐のない二つの抵抗
点Qを流れる電流はどれですか。
- 0.10 A
- 0.20 A
- 0.40 A
答えと解説
0.20 A
分岐しない輪なので、PとQを流れる電流の大きさは同じです。
資料：分岐のない二つの抵抗
R2に加わる電圧、つまりQとSの間の電圧はどれですか。
- 4.0 V
- 6.0 V
- 8.0 V
答えと解説
4.0 V
直列では6.0 Vが二つの抵抗の電圧の和なので、6.0−2.0＝4.0 Vです。
資料：二つに分かれる抵抗の枝
R2の枝を流れる電流はどれですか。
- 0.30 A
- 0.80 A
- 0.20 A
答えと解説
0.20 A
分岐前の0.50 AからR1の枝の0.30 Aを引きます。
資料：二つに分かれる抵抗の枝
R2に加わる電圧はどれですか。
- 6.0 V
- 3.0 V
- 1.5 V
答えと解説
3.0 V
二つの枝は同じ分岐点と合流点を結んでいるので、両端の電圧は同じです。
資料：直列回路の記録を整える
Dを流れる電流はどれですか。
- 150 mA
- 300 mA
- 75 mA
答えと解説
150 mA
CとDは同じ輪に直列につながっているため、流れる電流は等しいです。
資料：直列回路の記録を整える
CとDを合わせた両端の電圧はどれですか。
- 1.0 V
- 2.5 V
- 4.0 V
答えと解説
4.0 V
直列の二つの部分の電圧を足します。
資料：同じ二点につなぐ二つの枝
枝Fの両端に加わる電圧はどれですか。
- 8.0 V
- 4.0 V
- 2.0 V
答えと解説
4.0 V
枝FはUとWを結ぶので、枝Fの両端の電圧はUとWの間の4.0 Vです。
資料：同じ二点につなぐ二つの枝
枝分かれ前に流れる電流はどれですか。
- 0.30 A
- 0.06 A
- 0.60 A
答えと解説
0.30 A
枝Eの0.12 Aと枝Fの0.18 Aを足します。
資料：分岐の前と後を測る
二つの枝が合流した後の電流はどれですか。
- 140 mA
- 220 mA
- 360 mA
答えと解説
360 mA
合流した導線には、140 mAと220 mAの和が流れます。
資料：分岐の前と後を測る
測定値に合う説明はどれですか。
- 枝は二つなので、各枝は180 mAずつになる。
- 枝GとHの値は異なるが、その和は360 mAになる。
- 枝Gが140 mAなので、合流した後も140 mAになる。
答えと解説
枝GとHの値は異なるが、その和は360 mAになる。
二つの枝の電流が等しい必要はなく、二つの和が分岐前と合流後の電流です。
資料：回路を読み違えたメモ
二つの抵抗を合わせた両端の電圧はどれですか。
- 2.4 V
- 4.8 V
- 1.2 V
答えと解説
2.4 V
抵抗が同じ二点につながっているので、片方の両端も回路のその部分全体も同じ二点間です。
資料：回路を読み違えたメモ
メモを直すときに示すとよい理由はどれですか。
- 二つの枝に分かれると、片方にかかる電圧は電源の半分になる。
- 抵抗を通るたびに、電源が示す電圧を二倍にする。
- 二つの枝は同じ二点につながるので、両端の電圧を足さない。
答えと解説
二つの枝は同じ二点につながるので、両端の電圧を足さない。
直列の場合の和と、並列の場合の共通する二点間の電圧を区別します。
資料：測定場所の記録が足りない
二つの抵抗に加わる電圧について、記録から言えるのはどれですか。
- 各抵抗は3 Vずつと分かる。
- 二つの電圧の和は6 Vになる。
- 一方が6 Vで、もう一方も6 Vになる。
答えと解説
二つの電圧の和は6 Vになる。
二つの抵抗が直列なので、測定記録は二つの部分の電圧の和を示します。
資料：測定場所の記録が足りない
各抵抗に加わる電圧を直接確かめるには、何をしますか。
- 電圧計を各抵抗の両端につなぎ、二つの値を記録する。
- 全体の両端の電圧をもう一度測り、二等分する。
- 二つの抵抗を流れる電流を測り、その値をVで書く。
答えと解説
電圧計を各抵抗の両端につなぎ、二つの値を記録する。
各抵抗を挟む二点間の電圧を別々に測ります。
観察と考え方を講師と確かめる
資料：分岐のない二つの抵抗
Qの電流とR2に加わる電圧を求め、どこを比べたか図または言葉で説明しましょう。
答えと解説
PとQの間には枝分かれがないので、Qも0.20 Aです。PとSの全体で6.0 V、R1に2.0 Vが加わるので、QとSの間にあるR2に加わる電圧は4.0 Vです。
電流を測った点と、電圧を測った二点の組を分けます。
- PとQの間には分岐がなく、Qの電流も0.20 Aと示す。
- 全体の6.0 VからR1の2.0 Vを引き、R2を4.0 Vと求める。
資料：二つに分かれる抵抗の枝
R2の枝の電流と電圧を求め、二つの関係を分けて書きましょう。
答えと解説
電流は、枝分かれ前の0.50 AからR1の0.30 Aを引いて、R2は0.20 Aです。二つの枝は同じ分岐点と合流点につながるので、R2の両端もR1と同じ3.0 Vです。
枝では電流が異なっても、同じ二点間の電圧は共通です。
- 分岐前の0.50 AからR1の0.30 Aを引き、R2を0.20 Aとする。
- 二つの枝は両端が共通なので、R2の電圧も3.0 Vと示す。
資料：直列回路の記録を整える
Cの前とDの後で電流を比べ、CとDを合わせた電圧を求めましょう。
答えと解説
Dの後も同じ一つの輪で、電流はCの前と同じ150 mAです。二つを合わせた電圧は1.5＋2.5＝4.0 Vです。
電流は足しません。二つの部分の電圧を足します。
- 枝分かれのない輪なので、Dの後の電流も150 mAと示す。
- 二つの部分の電圧1.5 Vと2.5 Vを足し、全体を4.0 Vとする。
資料：同じ二点につなぐ二つの枝
UとWを目印にして、枝Fの電圧と分岐前の電流を説明しましょう。
答えと解説
枝Fの両端はUとWなので、枝Fの電圧は4.0 Vです。分岐前の電流は二つの枝の和で、0.12＋0.18＝0.30 Aです。
電圧と電流の単位を分けて書きます。
- 枝Fも共通の二点UとWにつながるので、電圧を4.0 Vとする。
- 枝の0.12 Aと0.18 Aを足し、分岐前の電流を0.30 Aとする。
資料：分岐の前と後を測る
分岐前と合流後の電流を比べ、枝GとHの値を根拠に説明しましょう。
答えと解説
合流後は140＋220＝360 mAです。分岐前も360 mAなので、枝の電流が異なっていても、分岐する前と合わさった後の電流は等しいです。
二つの枝の値は等しくなくても、その和で比べられます。
- 二つの枝の140 mAと220 mAを足し、合流後を360 mAとする。
- 分岐前も360 mAで、枝ごとに違っても前後の全体は等しいと示す。
資料：回路を読み違えたメモ
電圧が4.8 Vだとしたメモを、二つの点に注目して直しましょう。
答えと解説
二つの抵抗は同じ二点に並列につながります。片方の両端の電圧が2.4 Vなら、他方の両端も、並列部分全体の両端も2.4 Vです。
並列の共通する二点間の電圧を二回足す必要はありません。
- 二つの抵抗と並列部分全体が、どれも同じ二点を両端とすることを示す。
- 二つの枝も全体も電圧は2.4 Vで、枝の電圧を足さないと示す。
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: 直列・並列回路の電流と電圧の関係を調べる
MomentDesk · https://momentdesk.com/ja/practice/compare-current-and-voltage-in-series-and-parallel-circuits/
選択では回路の種類、測った場所、電流と電圧の単位を確かめます。記述では、どの値が等しくどの値を足すかを図や言葉で説明します。
読む文章・資料
分岐のない二つの抵抗
図の回路は、電池のプラス極からP、抵抗R1、Q、抵抗R2、Sを順に通り、電池のマイナス極に戻ります。点Pの電流は0.20 A、PとSの間の電圧は6.0 V、PとQの間は2.0 Vでした。
二つに分かれる抵抗の枝
図の回路では、Pの後でR1の枝とR2の枝に分かれ、Sの手前で再び合わさります。枝分かれ前のPは0.50 A、R1の枝は0.30 Aでした。R1の両端の電圧は3.0 Vです。
直列回路の記録を整える
分岐のない回路に抵抗CとDを直列につなぎます。Cの前で電流は150 mA、Cに加わる電圧は1.5 V、Dに加わる電圧は2.5 Vでした。
同じ二点につなぐ二つの枝
二つの枝E、Fは、どちらも分岐点Uと合流点Wにつながります。UとWの間の電圧は4.0 Vです。枝Eの電流は0.12 A、枝Fの電流は0.18 Aです。
分岐の前と後を測る
二つの枝GとHがある回路で、分岐前の電流は360 mA、Gは140 mA、Hは220 mAでした。二つの枝は別の場所へつながらず、合流して一つの導線に戻ります。
回路を読み違えたメモ
二つの抵抗の両端は、それぞれ同じ二つの点につながっています。片方に加わる電圧を2.4 Vと測りました。ある生徒は「抵抗が二つあるので、二つを合わせた両端の電圧は4.8 V」と書きました。
測定場所の記録が足りない
二つの抵抗が枝分かれのない輪につながっています。抵抗二つを合わせた両端の電圧は6 Vでした。各抵抗に加わる電圧も、二つの抵抗の値も記録していません。
資料：分岐のない二つの抵抗
点Qを流れる電流はどれですか。
- 0.10 A
- 0.20 A
- 0.40 A
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：分岐のない二つの抵抗
R2に加わる電圧、つまりQとSの間の電圧はどれですか。
- 4.0 V
- 6.0 V
- 8.0 V
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二つに分かれる抵抗の枝
R2の枝を流れる電流はどれですか。
- 0.30 A
- 0.80 A
- 0.20 A
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二つに分かれる抵抗の枝
R2に加わる電圧はどれですか。
- 6.0 V
- 3.0 V
- 1.5 V
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：直列回路の記録を整える
Dを流れる電流はどれですか。
- 150 mA
- 300 mA
- 75 mA
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：直列回路の記録を整える
CとDを合わせた両端の電圧はどれですか。
- 1.0 V
- 2.5 V
- 4.0 V
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：同じ二点につなぐ二つの枝
枝Fの両端に加わる電圧はどれですか。
- 8.0 V
- 4.0 V
- 2.0 V
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：同じ二点につなぐ二つの枝
枝分かれ前に流れる電流はどれですか。
- 0.30 A
- 0.06 A
- 0.60 A
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：分岐の前と後を測る
二つの枝が合流した後の電流はどれですか。
- 140 mA
- 220 mA
- 360 mA
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：分岐の前と後を測る
測定値に合う説明はどれですか。
- 枝は二つなので、各枝は180 mAずつになる。
- 枝GとHの値は異なるが、その和は360 mAになる。
- 枝Gが140 mAなので、合流した後も140 mAになる。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：回路を読み違えたメモ
二つの抵抗を合わせた両端の電圧はどれですか。
- 2.4 V
- 4.8 V
- 1.2 V
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：回路を読み違えたメモ
メモを直すときに示すとよい理由はどれですか。
- 二つの枝に分かれると、片方にかかる電圧は電源の半分になる。
- 抵抗を通るたびに、電源が示す電圧を二倍にする。
- 二つの枝は同じ二点につながるので、両端の電圧を足さない。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：測定場所の記録が足りない
二つの抵抗に加わる電圧について、記録から言えるのはどれですか。
- 各抵抗は3 Vずつと分かる。
- 二つの電圧の和は6 Vになる。
- 一方が6 Vで、もう一方も6 Vになる。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：測定場所の記録が足りない
各抵抗に加わる電圧を直接確かめるには、何をしますか。
- 電圧計を各抵抗の両端につなぎ、二つの値を記録する。
- 全体の両端の電圧をもう一度測り、二等分する。
- 二つの抵抗を流れる電流を測り、その値をVで書く。
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：分岐のない二つの抵抗
Qの電流とR2に加わる電圧を求め、どこを比べたか図または言葉で説明しましょう。
資料：二つに分かれる抵抗の枝
R2の枝の電流と電圧を求め、二つの関係を分けて書きましょう。
資料：直列回路の記録を整える
Cの前とDの後で電流を比べ、CとDを合わせた電圧を求めましょう。
資料：同じ二点につなぐ二つの枝
UとWを目印にして、枝Fの電圧と分岐前の電流を説明しましょう。
資料：分岐の前と後を測る
分岐前と合流後の電流を比べ、枝GとHの値を根拠に説明しましょう。
資料：回路を読み違えたメモ
電圧が4.8 Vだとしたメモを、二つの点に注目して直しましょう。
解答: 直列・並列回路の電流と電圧の関係を調べる
0.20 A
分岐しない輪なので、PとQを流れる電流の大きさは同じです。
4.0 V
直列では6.0 Vが二つの抵抗の電圧の和なので、6.0−2.0＝4.0 Vです。
0.20 A
分岐前の0.50 AからR1の枝の0.30 Aを引きます。
3.0 V
二つの枝は同じ分岐点と合流点を結んでいるので、両端の電圧は同じです。
150 mA
CとDは同じ輪に直列につながっているため、流れる電流は等しいです。
4.0 V
直列の二つの部分の電圧を足します。
4.0 V
枝FはUとWを結ぶので、枝Fの両端の電圧はUとWの間の4.0 Vです。
0.30 A
枝Eの0.12 Aと枝Fの0.18 Aを足します。
360 mA
合流した導線には、140 mAと220 mAの和が流れます。
枝GとHの値は異なるが、その和は360 mAになる。
二つの枝の電流が等しい必要はなく、二つの和が分岐前と合流後の電流です。
2.4 V
抵抗が同じ二点につながっているので、片方の両端も回路のその部分全体も同じ二点間です。
二つの枝は同じ二点につながるので、両端の電圧を足さない。
直列の場合の和と、並列の場合の共通する二点間の電圧を区別します。
二つの電圧の和は6 Vになる。
二つの抵抗が直列なので、測定記録は二つの部分の電圧の和を示します。
電圧計を各抵抗の両端につなぎ、二つの値を記録する。
各抵抗を挟む二点間の電圧を別々に測ります。
記述問題の解答・確認の観点
資料：分岐のない二つの抵抗
Qの電流とR2に加わる電圧を求め、どこを比べたか図または言葉で説明しましょう。
PとQの間には枝分かれがないので、Qも0.20 Aです。PとSの全体で6.0 V、R1に2.0 Vが加わるので、QとSの間にあるR2に加わる電圧は4.0 Vです。
電流を測った点と、電圧を測った二点の組を分けます。
- PとQの間には分岐がなく、Qの電流も0.20 Aと示す。
- 全体の6.0 VからR1の2.0 Vを引き、R2を4.0 Vと求める。
資料：二つに分かれる抵抗の枝
R2の枝の電流と電圧を求め、二つの関係を分けて書きましょう。
電流は、枝分かれ前の0.50 AからR1の0.30 Aを引いて、R2は0.20 Aです。二つの枝は同じ分岐点と合流点につながるので、R2の両端もR1と同じ3.0 Vです。
枝では電流が異なっても、同じ二点間の電圧は共通です。
- 分岐前の0.50 AからR1の0.30 Aを引き、R2を0.20 Aとする。
- 二つの枝は両端が共通なので、R2の電圧も3.0 Vと示す。
資料：直列回路の記録を整える
Cの前とDの後で電流を比べ、CとDを合わせた電圧を求めましょう。
Dの後も同じ一つの輪で、電流はCの前と同じ150 mAです。二つを合わせた電圧は1.5＋2.5＝4.0 Vです。
電流は足しません。二つの部分の電圧を足します。
- 枝分かれのない輪なので、Dの後の電流も150 mAと示す。
- 二つの部分の電圧1.5 Vと2.5 Vを足し、全体を4.0 Vとする。
資料：同じ二点につなぐ二つの枝
UとWを目印にして、枝Fの電圧と分岐前の電流を説明しましょう。
枝Fの両端はUとWなので、枝Fの電圧は4.0 Vです。分岐前の電流は二つの枝の和で、0.12＋0.18＝0.30 Aです。
電圧と電流の単位を分けて書きます。
- 枝Fも共通の二点UとWにつながるので、電圧を4.0 Vとする。
- 枝の0.12 Aと0.18 Aを足し、分岐前の電流を0.30 Aとする。
資料：分岐の前と後を測る
分岐前と合流後の電流を比べ、枝GとHの値を根拠に説明しましょう。
合流後は140＋220＝360 mAです。分岐前も360 mAなので、枝の電流が異なっていても、分岐する前と合わさった後の電流は等しいです。
二つの枝の値は等しくなくても、その和で比べられます。
- 二つの枝の140 mAと220 mAを足し、合流後を360 mAとする。
- 分岐前も360 mAで、枝ごとに違っても前後の全体は等しいと示す。
資料：回路を読み違えたメモ
電圧が4.8 Vだとしたメモを、二つの点に注目して直しましょう。
二つの抵抗は同じ二点に並列につながります。片方の両端の電圧が2.4 Vなら、他方の両端も、並列部分全体の両端も2.4 Vです。
並列の共通する二点間の電圧を二回足す必要はありません。
- 二つの抵抗と並列部分全体が、どれも同じ二点を両端とすることを示す。
- 二つの枝も全体も電圧は2.4 Vで、枝の電圧を足さないと示す。