中学理科の定期テストで、確実に差がつくのが【電流計と電圧計】の問題です。
「並列？直列？」「どこにつなぐのが正しいのかわからない」「目盛りの読み取りでいつも間違える」――こうしたミスは、知識不足ではなく理解の整理不足から起こります。
電流計と電圧計は、それぞれ役割も、つなぎ方も、読み取り方も異なる器具です。
ここをあいまいなまま覚えてしまうと、少しひねられた問題で簡単に失点してしまいます。
この記事では、
・「電流計と電圧計の役割の違い」
・「正しいつなぎ方の考え方」
・「定期テストでよく出る読み取り問題」
など、必ず出題される重要問題を中心に、なぜそうなるのかを丁寧に解説します。
「なんとなく覚えた」を卒業して、
テスト本番で迷わず正解できる力を身につけていきましょう。
【問題】電流計と電圧計の重要問題
下の図１のように、電流計と電圧計を使って豆電球に流れる電流とかかる電圧を調べた。図２は、そのときの電圧計のようすを表したもので、図３は、電流計のようすを表したものである。このとき、電圧計の－端子は３Vに接続し、電流計の－端子は500mAに接続した。これについて、次の各問いに答えよ。
（1）図１で、豆電球に流れる電流と、豆電球にかかる電圧を測定するには、電流計と電圧計のそれぞれ端子をどのようにつなげばよいか。図１中に記入せよ。
（2）電流計を回路に接続する場合、回路にどれくらいの電流が流れているかわからなときは、はじめにどの－端子を使うか。また、その理由を答えよ。
（3）回路に電圧計を接続したとき、電圧計の針が図２のようになった。このとき豆電球にかかっている電圧は何Vか。
（4）回路に電流計を接続したとき、電流計の針が図３のようになった。このとき豆電球に流れている電流は何mAか。また、それは何Aか。
（5）豆電球に流れる電流と電圧を測定したが、電流とは豆電球に流れる電気の流れである。では、電圧とは何か。簡潔に説明せよ。
【解答・解説】電流計と電圧計の重要問題の解答
（1）電流計は直列に、電圧計は並列に接続します。また、＋端子が電源の＋極側、－端子が電源の－極側に来るように接続しましょう。
（2）端子：5Aの－端子（最大の－端子） 理由：大きな電流が流れ、電流計の針が振り切れて壊れる恐れがあるため。
電流計は、回路にどのくらいの電流が流れているかわからない場合、最大の－端子を使います。理由は、小さな－端子をはじめから使った場合、大きな電流が流れ、電流計が壊れる恐れがあるからです。
（3）2.00V
まず、電圧計の－端子を確認します。この問題では、3Vの－端子を使っているので、電圧計の針が最大まで振れたときに3Vであることを表しています。したがって、電圧計の読む目盛りは、表示の下の方の2.00Vになります。また、最小の目盛りが0.1Vごとになっているので、その1/10の位、小数第2位まで目盛りを読みます。
（4）100mA、0.1A
まず、電流計の－端子を確認します。この問題では、500mAの－端子を使っているので、電流計の針が最大まで振れたときに500mAであることを表しています。針が最大まで振れたときに表示が5となっているので、ここを500mAであるとすると、流れている電流は100mAとなります。また、1000mAで1Aなので、100mAは0.1Aとなります。
（5）電流を流そうとする圧力。
電圧は電流を流そうとする圧力ですので、電圧を2倍、3倍にすれば、流れる電流も2倍、3倍となります。つまり、電圧と電流は比例関係になります。これをオームの法則といいます。
以上が電流計と、電圧計のポイントになります。電気分野の基本となるところなので、しっかりとマスターしておきましょう。
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