条件に合う式を選び電力と熱量を計算しよう

抵抗と電力の計算は、数字を代入する前に「何が一定か」を一行で書きます。電圧一定ならP＝V²/R、電流一定ならP＝I²Rを使うと、抵抗を変えた影響が見えます。

このレッスンの役割

「抵抗値と電力の関係」の第4段階です。前のレッスンで二つの式を意味から導きました。今回は条件、式、単位、電力、熱量の順に計算し、表やグラフの変化も説明します。次へ、条件を落とした誤答を診断する力を渡します。

知る：条件を書いてから式を選ぶ

問題文の「同じ電源につないだ」は電圧一定、「直列回路の各抵抗」は電流一定を表すことがあります。言葉だけでなく回路図も確認します。その後に値と単位を抜き出し、式を選びます。

理解する：二条件を表とグラフで読む

12 V一定で抵抗が6 Ω、12 Ω、24 Ωなら、電力は24 W、12 W、6 Wです。Rが2倍になるたびPは半分なので反比例です。

1 A一定なら、電力は6 W、12 W、24 Wです。Rが2倍になるたびPも2倍なので比例です。

グラフでは、一定電圧のP-Rは右下がりの曲線、一定電流のP-Rは原点を通る直線になります。軸と一定条件を読まずに形だけ覚えないようにします。

例で使い、よくある誤答を直そう

12 V一定で24 Ωを5分使います。P＝12²÷24＝6 W、5分＝300秒なのでQ＝6×300＝1800 Jです。

誤答「Q＝6×5＝30 J」は分を秒へ直していません。誤答「抵抗が24 ΩだからP＝1²×24」とするのは、1 A一定という条件が問題にないのに勝手に加えています。

概算では、一定電圧でRが大きくなったのにPも大きくなっていたら式選択を疑います。一定電流なら反対です。

自分で確かめ、まとめて次へ進もう

一定条件を見抜き、式でPを求め、必要ならQ＝Ptへ進みます。次は式が合っていても条件説明がない誤答を修正します。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。