電流と電圧の予想問題5問——直列と並列のきまりと単位のミスを1問ずつ解説

答え：20Ωです

考え方：オームの法則は「電圧（V）＝抵抗（Ω）×電流（A）」です。抵抗を求めるときは、電圧を電流でわります。

解き方：6.0Vを0.3Aでわって、抵抗は20Ωです。

よくあるミス：① 電流を電圧でわって、0.05のような小さな値を答えてしまうミス。「抵抗＝電圧÷電流」の形を書いてから数を入れましょう。② 電流をmAのまま計算するミス。300mAなら0.3Aに直してから使います。

確かめ：20Ωの電熱線に0.3Aの電流が流れるとき、電圧は20の10分の3で6.0Vになり、問題の電圧と一致します。

答え：電流は0.2Aで、抵抗Aに加わる電圧は2.0Vです

考え方：直列回路では、全体の抵抗は各抵抗の和になり、どの部分にも同じ大きさの電流が流れます。電源の電圧は、各抵抗に分かれて加わります。

解き方：全体の抵抗は10Ωと20Ωの和で30Ω。電流は、6.0Vを30Ωでわって0.2A。抵抗Aの電圧は、10Ωに0.2Aが流れるので、10の5分の1で2.0Vです。

よくあるミス：① 電源の6.0Vがそのまま抵抗Aに加わると考えるミス。直列では電圧が分かれるので、Aにはその一部しか加わりません。② 抵抗Aだけで電流を求めて、6.0Vを10Ωでわって0.6Aとするミス。直列では全体の抵抗で電流を求めます。

確かめ：抵抗Bの電圧は、20Ωに0.2Aが流れるので4.0Vです。AとBの電圧を合わせると6.0Vになり、電源の電圧と一致します。

答え：全体の電流は0.8Aで、回路全体の抵抗は7.5Ωです

考え方：並列回路では、どの抵抗にも電源と同じ電圧が加わり、全体の電流は各抵抗に流れる電流の和になります。全体の抵抗は、どの抵抗よりも小さくなります。

解き方：抵抗Cには、6.0Vを10Ωでわって0.6A、抵抗Dには、6.0Vを30Ωでわって0.2Aが流れます。全体の電流は、0.6Aと0.2Aを合わせて0.8A。全体の抵抗は、6.0Vを0.8Aでわって7.5Ωです。

よくあるミス：① 並列でも抵抗を足して40Ωとしてしまうミス。足し算になるのは直列のときです。並列では全体の抵抗はいちばん小さい10Ωよりも小さくなります。② 各抵抗に加わる電圧を半分ずつ（3.0V）と考えるミス。並列では、どの抵抗にも電源と同じ6.0Vが加わります。

確かめ：7.5Ωは、10Ωと30Ωのどちらよりも小さく、並列回路の性質に合っています。7.5Ωに0.8Aが流れるとき、電圧は6.0Vになり、電源の電圧と一致します。

答え：電流は6Aで、電力量は180000J（180kJ）です

考え方：電力（W）＝電圧（V）×電流（A）、電力量（J）＝電力（W）×時間（秒）です。時間は必ず秒に直してから計算します。

解き方：電流は、600Wを100Vでわって6A。5分は300秒なので、電力量は600Wの300倍で180000J（180kJ）です。

よくあるミス：① 時間を「分」のまま計算して、600Wの5倍で3000Jとしてしまうミス。ジュールを求めるときは時間を秒にします。② 電力と電力量を取りちがえるミス。電力は1秒あたりのはたらき（W）、電力量は使った電気エネルギーの量（J）です。

確かめ：電力量はWh（ワット時）でも表せます。5分は12分の1時間なので、600Wの12分の1で50Whです。1Whは3600Jなので、50Whは180000Jとなり、答えと一致します。

答え：9℃上がると考えられます

考え方：電熱線から発生する熱量（J）＝電力（W）×時間（秒）です。水の量と時間が同じなら、水の上昇温度は電力に比例します。

解き方：18Wは6Wの3倍なので、同じ5分間に発生する熱量も3倍です。水温の上昇も3℃の3倍で9℃です。

よくあるミス：① 電力が大きいと電熱線の抵抗も大きいと考えて、逆に上昇温度が小さくなると答えるミス。同じ電圧なら、抵抗が小さい電熱線ほど電流が大きく、電力も大きくなります。② 時間を変えてしまうミス。この問題では時間は同じ5分なので、電力の比だけで考えます。

確かめ：5分（300秒）で、6Wの電熱線は1800J、18Wの電熱線は5400Jの熱を出します。熱量の比は1：3で、水温の上昇3℃と9℃の比と一致します。

電圧＝抵抗×電流がもとの式です。抵抗を求めるときは電圧を電流でわり、電流を求めるときは電圧を抵抗でわります。電流がmAで書かれていたらAに直してから使います。

直列回路では各抵抗の和になり、全体の抵抗は大きくなります。並列回路では、全体の抵抗はつないだどの抵抗よりも小さくなります。

電力量（J）は電力（W）に時間（秒）をかけて求めるので、時間を必ず秒に直します。1Wh（ワット時）は3600Jです。