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中学2年生 (13-14歳)

中2 オームの法則 わかりやすく

Ohm's Law

同じニクロム線に乾電池を1個、2個、3個とつないで電圧を上げていくと、電流計の目もりも1倍、2倍、3倍とついてきます。電圧と電流が比例し、その比が抵抗であること、これがオームの法則 V = IR です。 1つ目のグラフは、その測定を点で表したものです。縦軸が電圧、横軸が電流なので、原点を通る直線の傾きがそのまま抵抗で、抵抗が大きいほど直線は急になります。 2つ目の図は、このような実験で計器をつなぐ方法です。電流計は回路に直列に、電圧計ははかりたい抵抗の両はしに並列につなぎます。 電圧計を導線の両はしにつなぐとほぼ0 Vになるので、かならずはかりたい部分の両はしにつなぎます。

電圧・電流・抵抗の関係

🚿 水の流れにたとえると
①電圧（V）は水をおす水圧のようなもので、大きいほど水は勢いよく流れる
②電流（I）は1秒間に流れる水の量にあたる
③抵抗（R）は細い管のようなもので、細いほど流れる水は少ない
④そのため電流は電圧に比例し、抵抗に反比例する

グラフで見るオームの法則

6V
3Ω
💡 いま流れている電流: 2.0 A
①縦軸が電圧、横軸が電流なので、直線の傾き（V ÷ I）が抵抗になる
②点線は2 Ωと5 Ωの直線で、抵抗が大きいほど傾きが急である
③電圧を上げると、点が同じ直線に沿って上へ動き、電流も大きくなる
④抵抗を変えると、直線そのものの傾きが変わる

電流計と電圧計のつなぎ方

電流計のつなぎ方
電流計 → 回路に直列につなぐ（内部抵抗がとても小さい）
はかる部分を流れる電流がすべて電流計を通るように、1本の道すじにつなぐ
電圧計のつなぎ方
電圧計 → はかる部分の両はしに並列につなぐ（内部抵抗がとても大きい）
2点の間の電圧をはかるので、はかる部分の両はしにつなぐ

オームの法則の3つの形

オームの法則
V = I × R
電圧（V）＝電流（A）×抵抗（Ω）
電流を求める
I = VR
電流（A）＝電圧（V）÷抵抗（Ω）
抵抗を求める
R = VI
抵抗（Ω）＝電圧（V）÷電流（A）。電圧と電流のグラフの傾きからも求められる

まとめ

オームの法則
V = IR
電圧・電流・抵抗のうち2つがわかれば、残りの1つを求められる
🎯 テストでよく問われること
①抵抗が一定なら、電圧が2倍のとき電流も2倍になる
②電圧が一定なら、抵抗が2倍のとき電流は半分になる
③縦軸V・横軸Iのグラフでは、傾きが大きいほど抵抗が大きい（軸を入れかえると逆になる）
④電流計は直列に、電圧計は並列につなぐ
⑤電球のフィラメントのように温度が大きく上がる導体では、グラフが直線からはずれる

例題と単元テスト

例題 1
抵抗が4 Ωのニクロム線に12 Vの電圧を加えると、流れる電流は何Aか。
1
オームの法則 V = IR より、電流は I = V ÷ R である。
2
I = 12 V ÷ 4 Ω = 3 A である。
▸ 3 A
同じニクロム線に6 Vを加えると電流は半分の1.5 Aになる。抵抗が変わらなければ、電流は電圧に比例する。
例題 2
回路の電流をはかる電流計と、電圧をはかる電圧計は、それぞれどのようにつなぐか。
1
電流計は、はかる部分を流れる電流がすべて通るように、回路に直列につなぐ。
2
電圧計は2点の間の電圧をはかるので、はかる部分の両はしに並列につなぐ。
▸ 電流計は直列に、電圧計は並列につなぐ
電流計を並列につなぐと、内部抵抗が小さいため大きな電流が流れてこわれることがあるので注意する。
単元テスト類題
オームの法則についての説明として正しいものは？
①電圧一定で抵抗が大きくなると電流も大きくなる
②オームの法則はV = IRで表す
③電流計は回路に並列に接続する
④抵抗が同じとき電圧を上げると電流が減る
⑤V-Iグラフで傾きは電圧を表す
▸ ② オームの法則はV = IRで表す
1
オームの法則は電圧 = 電流 × 抵抗、つまりV = IRで表す。
2
抵抗が大きくなると電流は減り（①）、電流計は直列に接続し（③）、電圧を上げると電流は増え（④）、V-Iグラフの傾きは抵抗を表す（⑤）。
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