COURSE ROADMAP

中学理科 · エネルギー

電流・電圧・抵抗

回路の各量を測定し、オームの法則で関係付ける。

15 のステップで
マスターする
LEARNING STEPS

この順番で進めよう

意味をつかむところから始めて、理解、活用、仕上げへ。前のステップを土台にしながら進みます。

  1. 1

    電気回路の道筋をつかもう

    電源・導線・抵抗などをつないだ閉回路で電流が流れることを理解します。

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    1. 2
      豆電球が点くつなぎ方を見つけよう 豆電球が点灯する閉回路の条件と、電池両極を直結する危険を理解する。
    2. 3
      安全に回路を組み一か所ずつ確かめよう 電源を外して安全に回路を組み、点かない原因を一条件ずつ診断する。
    3. 4
      閉回路と電流の向きを模型で説明しよう 閉回路を一周する電流を、外部では+極から-極への向きとして説明する。
    4. 5
      スイッチ表から電流の通る道を判定しよう スイッチ状態を表にし、豆電球ごとの閉回路と点灯を判定する。
    5. 6
      切れ目・接点・ショート回路の誤りを直そう 切れ目、接点、導線交差、危険なショート回路の典型誤りを修正する。
    6. 7
      未知の回路で点灯経路と安全性を判定しよう 未知の実物配線で点灯経路、断線の影響、ショートの有無を判断する。
  2. 2

    回路図と電気用図記号

    電池、スイッチ、抵抗、電流計、電圧計を記号で表し、実物との対応を学びます。

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    1. 2
      実物の回路を記号で表す理由を知ろう 実物回路を共通の図記号へ置き換え、回路図が接続関係を表す理由を理解する。
    2. 3
      実物配線を回路図へ順番に描き換えよう 実物配線を一周たどり、部品順・分岐点を保って回路図へ描き換える。
    3. 4
      図記号と接続関係を読み解こう 電池・スイッチ・計器・交差の図記号を読み、回路の接続関係を復元する。
    4. 5
      接続表を使って同じ回路図を見抜こう 部品両端の接続表を使い、配置が異なる同一回路を判定する。
    5. 6
      極・スイッチ・交差・計器記号の誤りを直そう 電池の極、スイッチ、導線交差、A・V記号の典型誤読を修正する。
    6. 7
      未知の実物配線と回路図を相互変換しよう 未知の実物配線と回路図を接続表を介して相互変換し、安全性を確認する。
  3. 3

    電流の大きさを測ろう

    電流計を直列につなぎ、端子・目盛・測定範囲を正しく選ぶ方法を学びます。

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    1. 2
      電流計を直列につなぐ理由を理解しよう 電流計を測りたい道筋へ直列に入れる理由と、並列接続の危険を理解する。
    2. 3
      安全な手順で電流計を回路へつなごう 電源・極性・測定範囲を確認し、最大端子から安全に測定を始める。
    3. 4
      端子と目盛りを対応させて読もう 選んだ端子から最大値と一目盛りを決め、針の示す電流を単位付きで読む。
    4. 5
      AとmAを変換して測定値を比べよう 1 A=1000 mAを使い、単位をそろえて電流の大きさを比較する。
    5. 6
      逆接続・端子・目盛りの誤りを診断しよう 針の異常から極性・測定範囲・目盛り・単位の誤りを順に診断する。
    6. 7
      未知の回路で測定位置と値を判断しよう 未知の分岐回路で測定対象を定め、安全な接続位置と測定値を判断する。
  4. 4

    直列・並列回路の電流

    分かれ道の前後で電流がどう分かれ、合流するかを測定結果から整理します。

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    1. 2
      直列回路では電流がどこでも同じと確かめよう 直列回路の複数地点を測り、一本道では電流の大きさが等しいと理解する。
    2. 3
      並列回路の分岐前・各枝・合流後を測ろう 並列回路の四地点を区別し、安全な手順で電流を測定・記録する。
    3. 4
      分かれた電流が合流すると元に戻る理由を考えよう 分岐点へ入る電流と枝電流の和が等しい理由を、電流の意味から説明する。
    4. 5
      I=I1+I2で未知の電流を求めよう 回路上の位置を式へ対応させ、単位をそろえて未知の枝電流を求める。
    5. 6
      直列と並列の電流規則の取り違えを直そう 分岐点と測定位置へ戻り、直列と並列の電流規則の典型誤答を修正する。
    6. 7
      スイッチ付き回路の電流を初見図から判断しよう スイッチ状態ごとに閉回路を特定し、電流規則を選んで未知値を求める。
  5. 5

    電圧の意味と測り方

    電流を流そうとする働きである電圧を、電圧計を並列につないで測ります。

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    1. 2
      電圧は二点間の電気的な差と理解しよう 電圧を二点間の電気的な差として捉え、電流との違いを説明する。
    2. 3
      電圧計を測りたい部分の両端へつなごう 測定対象の二端を特定し、電圧計を並列につなぐ理由を理解する。
    3. 4
      極性と最大端子を守って電圧を測ろう 極性と測定範囲を確認し、最大端子から安全に電圧測定を始める。
    4. 5
      端子と目盛りから電圧を正しく読もう 選んだ端子から一目盛りを求め、針の示す電圧を単位付きで読む。
    5. 6
      電流計と電圧計の接続の取り違えを直そう 電流と電圧の意味へ戻り、Aの直列接続とVの並列接続を選び分ける。
    6. 7
      未知の回路で測る二点と電圧を判断しよう 未知回路で測定対象の両端を特定し、接続・端子・目盛りから電圧を判断する。
  6. 6

    直列・並列回路の電圧

    直列では電圧が分かれ、並列では各枝に同じ電圧が加わることを理解します。

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    1. 2
      直列回路の電源と各部分の電圧を測ろう 直列回路の電源と各部分の両端を測り、全体電圧と部分電圧を区別して記録する。
    2. 3
      直列回路では部分の電圧を足すと全体になる理由を考えよう 連続する二点間の差として、直列回路でV=V1+V2となる理由を理解する。
    3. 4
      並列回路の各枝に同じ電圧が加わる理由を考えよう 各枝が電源と同じ二点間につながるため、並列回路でV=V1=V2となると理解する。
    4. 5
      直列と並列の規則で未知の電圧を求めよう 回路の形から直列和または並列等価の規則を選び、未知の電圧を求める。
    5. 6
      電流と電圧の直列・並列規則の取り違えを直そう 電流と電圧の直列・並列規則を、道と二点間の差へ戻って選び分ける。
    6. 7
      スイッチ付き混合回路の電圧を初見図から判断しよう スイッチ状態ごとに回路を描き直し、迂回された部分を含む電圧を判断する。
  7. 7

    抵抗は電流の流れにくさ

    同じ電圧でも物質や導線によって電流が変わることから、電気抵抗を捉えます。

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    1. 2
      同じ電圧でも流れる電流が違うことを見つけよう 二つの部品へ同じ電圧を加えて電流を測り、部品による流れ方の違いを公平に見つける。
    2. 3
      電気抵抗を電流の流れにくさとして理解しよう 電圧・電流・抵抗の役割を区別し、抵抗の記号Rと単位Ωを流れにくさへ結び付ける。
    3. 4
      抵抗の大小を同じ電圧の電流から比べよう 比較条件と単位をそろえ、同じ電圧で電流が小さい部品ほど抵抗が大きいと判断する。
    4. 5
      導体と不導体を回路で確かめよう 保護抵抗を含む安全な回路で試料の電流を測り、導体と不導体を測定条件の範囲で分類する。
    5. 6
      抵抗で電流が使い切られるという誤解を直そう 直列回路の抵抗前後で電流が等しい測定事実から、電流と電気エネルギーの変換を区別する。
    6. 7
      未知の部品を測定データから抵抗で説明しよう 未知部品の同電圧データから抵抗の大小を判断し、次のオームの法則を調べる問いへつなぐ。
  8. 8

    オームの法則を実験で見つける

    電圧と電流を測り、抵抗が一定なら二つが比例することをグラフで確かめます。

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    1. 2
      同じ抵抗で電圧を変える実験の問いを立てよう 同じ抵抗器へ加える電圧だけを変え、流れる電流を測る公平な実験の問いを作る。
    2. 3
      電流計・電圧計・可変抵抗を正しくつないで測ろう 計器と可変抵抗を正しく接続し、電圧と電流を安全に一組ずつ測定する。
    3. 4
      電圧と電流の表から比例を見つけよう 表の倍率と測定誤差を読み、抵抗が一定なら電流が電圧に比例すると説明する。
    4. 5
      グラフとV÷Iからオームの法則を表そう 原点付近を通る直線とV÷Iの一定値を抵抗へ結び付け、V=IRを導く。
    5. 6
      比例からずれた測定値の原因を診断しよう 測定点のずれ方から読み取り・ゼロ点・接触・温度を点検し、根拠をもって再測定する。
    6. 7
      未知のデータでオームの法則が成り立つ範囲を判断しよう 未知の表とグラフを倍率・直線・V÷Iから読み、オームの法則の成立範囲を条件付きで判断する。
  9. 9

    V・I・Rを正しく計算しよう

    V=IRを数量関係として理解し、求める量、単位、有効な値を整理します。

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    1. 2
      問題文からV・I・Rのどれを求めるか見分けよう 問いと単位から未知量を特定し、既知のV・I・Rを整理する。
    2. 3
      mA・AとkΩ・Ωの単位をそろえよう mAとA、kΩとΩを相互変換し、代入前に単位をそろえる。
    3. 4
      V=IRで抵抗に加わる電圧を求めよう 電流と抵抗をV=IRへ代入し、単位と概算で電圧を検算する。
    4. 5
      I=V÷Rで回路を流れる電流を求めよう V=IRをI=V÷Rへ直し、AとmAを使い分けて電流を求める。
    5. 6
      R=V÷Iで抵抗を求め、誤答を診断しよう VとIから抵抗を求め、式・単位換算・答えの単位の誤りを診断する。
    6. 7
      初見の回路でV・I・Rを選び分けよう 回路図で対応する量を読み、未知量に応じた式と単位を選んで検算する。
  10. 10

    電圧・電流グラフから抵抗を読む

    直線の傾きと電流の流れやすさを結びつけ、複数の抵抗を比較します。

    レッスン公開中
    1. 2
      電圧・電流グラフの軸と一つの点を正しく読もう 軸名・単位・点の対応を読み、原点を通る比例の直線を測定結果として理解します。
    2. 3
      同じ電圧で流れる電流から抵抗の大小を比べよう 同じ電圧で電流を比べ、流れやすさと抵抗の大小を根拠から判断します。
    3. 4
      横軸V・縦軸Iでは傾きが流れやすさを表すと理解しよう 傾きI÷Vを1 Vあたりの電流と捉え、急な直線ほど抵抗が小さい理由を理解します。
    4. 5
      グラフ上の一点からV÷Iで抵抗を計算しよう 読みやすい一点を選び、単位をそろえてR=V÷Iを計算し、別の点で検算します。
    5. 6
      軸を入れ替えたグラフの読み違いを直そう 横軸と縦軸で傾きの意味が変わることを理解し、軸を見ない丸暗記を修正します。
    6. 7
      複数の直線と未知点から抵抗を判断しよう 複数の抵抗と未知点を、固定値比較・傾き・計算・比例を使い分けて判断します。
  11. 11

    直列回路の合成抵抗

    直列では抵抗が加わり、全体の抵抗が各抵抗より大きくなることを計算します。

    レッスン公開中
    1. 2
      抵抗を直列につなぐと電流が小さくなる現象をつかもう 抵抗一個と二個直列を同じ電圧で比べ、合成抵抗を回路全体の流れにくさとして捉えます。
    2. 3
      直列回路では同じ電流が各抵抗を通ると確かめよう 直列回路では電流が共通で、各部分の電圧の和が全体電圧になることを測定値から理解します。
    3. 4
      同じ電流と電圧の和からR合=R1+R2を導こう 共通の電流と電圧の和へオームの法則を使い、直列の合成抵抗が和になる理由を導きます。
    4. 5
      合成抵抗から回路全体の電流を求めよう 合成抵抗、全体電流、部分電圧の順で計算し、電圧の和で検算します。
    5. 6
      合成抵抗と電圧配分のよくある誤りを直そう 抵抗・電流・電圧の三規則を基準に、直列回路の典型的な誤答を診断して修正します。
    6. 7
      未知抵抗を含む直列回路を初見資料から解こう 全体値と部分値を区別し、合成抵抗と部分電圧の二通りから未知抵抗を逆算します。
  12. 12

    並列回路の合成抵抗

    枝が増えると電流の道が広がり、全体の抵抗が小さくなることを理解します。

    レッスン公開中
    1. 2
      枝を増やすと全体の電流が増える現象をつかもう 一枝と二枝を同じ電圧で比べ、並列では道が増えて合成抵抗が小さくなる現象を理解します。
    2. 3
      並列回路では電圧が共通で枝電流が合流すると確かめよう 各枝の電圧が共通で、枝電流の和が全体電流になることを測定値から理解します。
    3. 4
      共通電圧と電流の和から並列の合成抵抗を導こう 共通電圧と枝電流の和へオームの法則を使い、並列合成抵抗の逆数式を導きます。
    4. 5
      二つの並列抵抗と全体電流を計算しよう 合成抵抗から進む方法と枝電流を足す方法を使い、二通りで計算を検算します。
    5. 6
      並列合成抵抗の大小と枝電流の誤りを直そう 合成抵抗の大小・共通電圧・枝電流の和を基準に、並列回路の誤答を修正します。
    6. 7
      未知の枝を含む並列回路を初見資料から解こう 全体電流から未知枝電流を求め、共通電圧と組み合わせて未知抵抗を逆算します。
  13. 13

    複雑な回路を部分に分ける

    直列部分と並列部分を見分け、電流・電圧・抵抗を順序立てて求めます。

    レッスン公開中
    1. 2
      分岐点と合流点から直列・並列の部分を見つけよう 分岐点と合流点をたどり、同じ二点につながる並列部分と残りの直列関係を見抜きます。
    2. 3
      最も内側の並列部分から一個の抵抗へまとめよう 最も内側の並列部分を括り、合成抵抗へ置き換えて単純な直列回路にします。
    3. 4
      置き換えた回路から電流と電圧を元の枝へ戻そう 全体電流から並列部分の共通電圧と各枝電流へ、外側から内側へ値を戻します。
    4. 5
      混合回路をまとめる順と戻す順で計算しよう 内側から合成して全体電流を求め、外側から各部分へ値を復元する通し計算を行います。
    5. 6
      見た目に惑わされる回路の括り方を修正しよう 導線と節点から接続関係を判定し、見た目で誤って括る考えを修正します。
    6. 7
      未知抵抗と計器を含む混合回路を初見図から解こう 計器の位置から全体値と部分値を区別し、混合回路の未知抵抗を逆算します。
  14. 14

    測定ミスと回路の安全

    計器の誤接続、端子選択、ショート回路の危険を知り、実験結果の異常を判断します。

    レッスン公開中
    1. 2
      針の振れ・発熱・異臭を見たら電源を切ろう 異常の兆候を見分け、原因調査より先に電源を切り、触らず教師へ伝える安全行動を学びます。
    2. 3
      電源を切った状態で安全な測定回路を組もう 電源オフで配線し、計器接続・極性・最大端子を確認してから短時間通電する手順を身につけます。
    3. 4
      ショート回路で大電流が流れる理由を理解しよう 抵抗を通らない低抵抗の近道を見抜き、I=V÷Rから大電流と発熱の危険を説明します。
    4. 5
      予想値と実測値のずれから測定ミスを診断しよう 理論的な予想値と実測値を比べ、症状から原因候補を分けて安全に再点検します。
    5. 6
      電流計・電圧計・端子の取り違えを修正しよう 電流計・電圧計の接続、極性、端子と目盛りの典型的な取り違えを理由から修正します。
    6. 7
      異常な回路図と測定値から安全な対応を選ぼう 回路図と異常値を組み合わせ、安全な最初の行動、原因、修正、再確認を選びます。
  15. 15

    電流・電圧・抵抗の入試総合

    回路図、計器、グラフ、オームの法則を統合した計算・実験問題に取り組みます。

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    1. 2
      入試問題を問い・回路・資料・法則へ分解しよう 長い入試問題を設問、回路図、計器、表・グラフ、法則へ分け、必要な情報を選びます。
    2. 3
      実験回路の接続・条件・安全を資料から点検しよう 実験資料を接続・条件・安全の三層で読み、目的に合う公平で安全な測定を判断します。
    3. 4
      表とグラフから比例・抵抗・外れ値を読み分けよう 一点・傾き・全体傾向の役割を分け、比例、抵抗の大小、外れ値を資料から判断します。
    4. 5
      回路のまとまりと資料を結んで未知量を計算しよう グラフから部品の抵抗を読み、混合回路へ対応させて全体値と部分値を計算します。
    5. 6
      入試の複合誤答を最初にずれた判断から直そう 問い・回路・単位・式・計算の五層で誤答を診断し、最初にずれた判断へ戻ります。
    6. 7
      電流・電圧・抵抗の入試問題を時間内に完答しよう 回路・実験・グラフ・計算・安全を三周で統合し、時間内に解答と最終監査を行います。
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