未来の得点力へ!物理基礎 問題演習「抵抗の並列接続と合成抵抗」【高校物理対応】

今回の問題

electromagnetic#31

【設問別解説】考え方から計算プロセスまで徹底ガイド

この問題のテーマは「直流回路の基本(並列接続)」です。
問題を解く上で鍵となる物理法則や概念は以下の通りです。

  • オームの法則: 抵抗 \(R\)、電圧 \(V\)、電流 \(I\) の関係 \(V = RI\) は、電気回路を解く上での最も基本的な法則です。
  • キルヒホッフの法則:
    • 第1法則(電流則): 回路中の任意の分岐点において、流入する電流の和と流出する電流の和は等しい。
    • 第2法則(電圧則): 回路中の任意の閉回路において、起電力の和と電圧降下の和は等しい。特に並列接続では、各抵抗にかかる電圧が等しくなることが重要です。
  • 合成抵抗: 複数の抵抗を一つの抵抗とみなしたときの抵抗値。並列接続の場合の公式を理解しているかが問われます。

基本的なアプローチは以下の通りです。

  1. (1)では、並列接続された抵抗 \(R_1\) と \(R_2\) にかかる電圧が、ともに電池の起電力 \(E\) に等しいことを利用し、オームの法則を適用して各電流を求めます。
  2. (2)では、キルヒホッフの第1法則(電流則)を用いて、分岐前の電流 \(I\) が分岐後の電流 \(I_1\) と \(I_2\) の和に等しいことから計算します。
  3. (3)では、(2)で求めた回路全体の電流 \(I\) と全体の電圧 \(E\) から、回路全体の合成抵抗 \(R\) をオームの法則を用いて求めます。

問(1)

MAKOTO METHOD

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共田 誠(まこと先生)

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共田 誠(まこと先生)

高校物理講師・プロ家庭教師 / 指導歴14年

上智大学理工学部物理学科卒。私立高校の非常勤講師として進学クラスから基礎クラスまで幅広く担当。大手家庭教師センター3社でプロ家庭教師を経験し、現在はオンライン専門で全国の高校生を個別指導中。

暗記物理の撲滅」を掲げ、生徒の思考のクセを診断・矯正するドクター型アプローチで指導。表面的なテクニックではなく、初見の問題に強い思考力を育てる。

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