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2年電流(穴埋め問題)

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静電気

  • 静電気・・・2種類の物体をこすり合わせたときに発生する電気。物質内の−の電気の粒(電子)が移動することでおこる。
    • 電気の力は離れていてもはたらく
    • )と)の2種類ある。
    • 同じ種類の電気同士はしりぞけ合い、異なる種類の電気同士は引き合う
  • 放電・・・溜まっていた電気が空間を移動する現象。雷などがある。

回路

  • 回路・・・電流が流れる道すじ。回路を流れる電流は、電源(乾電池など)の極からでて極に流れる。
  • 導線・・・電流を流す金属の線。
  • 電気用図記号・・・電気器具や部品を図で表したもの。
  • 回路図・・・電気用図記号を使って、回路を表したもの。
  • 実体配線図・・・実際に見た形で回路を表したもの。

直列回路

  • 直列回路・・・電流の流れる道すじが一本になっている回路
  • 電流の大きさはどこも同じ
  • 電源の電圧は各部のになる

並列回路

  • 並列回路・・・電流の通り道が途中で枝分かれしている回路
  • 電圧の大きさはどこも同じ
  • 電源を通る電流は各部のになる

電流

  • 電気が流れている量
  • 単位はアンペアA]、1A=1000mA
  • 回路を川に例えると水の量
  • 電流計を直列につないで測定する

電圧

  • 電気を流そうとする力
  • 単位はボルトV
  • 回路を川に例えると落差
  • 電圧計を並列につないで測定する

回路の電流・電圧まとめ

電流〔A〕 電圧〔V〕
直列
並列

オームの法則

  • オームの法則・・・電熱線を流れる電流は、電熱線の両端に加わる電圧に比例する
    • V=AΩ
    • A=V÷Ω
    • Ω=V÷A
  • 電流と電圧のグラフは原点を通る直線になる。(原点を通る直線→比例の関係)

(電気)抵抗

  • 電流の流れにくさ
  • 単位はオームΩ
  • 1Ωは、1Vの電圧で1Aの電流が流れる抵抗の大きさ
  • 抵抗器に流れる電流と抵抗器の両端にかかる電圧から求める

全体の抵抗

  • 直列回路の全体の抵抗・・・全体の抵抗は、直列につないだ抵抗器の抵抗のになる
  • 並列回路の全体の抵抗・・・全体の抵抗は、並列につないた抵抗器の抵抗よりも小さくなる。

※これは、抵抗器を並列につなぐことで、電流の通り道が増え、電流が通りやすくなるためである。

磁力と磁界

磁石の力

  • 磁力・・・磁石の極と極や極と鉄粉などの間にはたらく力
    • 同極→反発する
    • 異極→引きつけ合う

磁界

  • 磁界・・・磁力がはたらいている空間
  • 磁界の向き・・・磁界中においた磁針のN極がさす向き(磁石のN極→S極の向き)
  • 磁界の強さ・・・磁界中の各点での磁力の強さ
  • 磁力線・・・磁界の向きにそって書いた線
    • 磁力線が → 磁力 強
    • 磁力線が → 磁力 弱

電流による磁界

一本の導線のまわりの磁界

  • 電流(導線)を中心とした同心円状になる
  • 電流の向きをネジが進む方向に合わせると、磁界の向きはネジを回す向きになる。これを右ねじの法則という。

※右手の親指を電流の向きに合わせたとき、の方向が磁界の向きを表す

コイルの磁界

  • 導線を中心にした同心円状の磁界ができ、それらの力が合成されて、棒磁石のような磁界が発生する。
  • コイル内の磁界は、右手の4本の指をコイルに流れる電流に合わせたとき、親指が合成された磁界の向きを示す。

コイルの磁界の強さ

  • 電流      → 磁界の強さ 強
  • コイルの巻数  → 磁界の強さ 強

電流が磁界から受ける力

  • 電流の向きと磁界の向きの両方に垂直な向きに力がはたらく
  • 力の向きはフレミング左手の法則で調べることができる。左手の人差し指を磁石の磁界の向き、中指を電流の向きに合わせたとき、親指がの向きになる。

受ける力の向きの変化

  • 電流の向き     → 力の向き 逆
  • 磁石の磁界の向き  → 力の向き 逆

モーター

モーター・・・磁界中のコイルを、電流の向きを変えることで回転させる装置。コイルに電流が流れることで、電流が磁界から力を受けて回転する。

整流子・・・コイルに流れる電流の向きをにするしくみ。

電磁誘導

  • 電磁誘導・・・コイルの中の磁界を変化させると、コイルに電圧が生じる現象
  • 誘導電流・・・電磁誘導によって流れる電流
    • 誘導電流の向き・・・その電流によって生じる磁界が外から加えた磁界の変化をさまたげる向きに流れる。
    • 磁石を動かす向き 逆 → 誘導電流の向き 
    • 動かす磁石の極  逆 → 誘導電流の向き 
    • 動かす磁石の磁力 強 → 誘導電流の強さ 
    • 動かす磁石の速さ 速 → 誘導電流の強さ 
    • コイルの巻数   多 → 誘導電流の強さ 

電力と熱量

  • 電力・・・電気器具の能力の大小を表す。消費電力ともいう。

電力[W]=電流A]✕電圧V

    • 単位はワットW]、キロワットkW
    • 1Vの電圧で1Aの電流が流れたときの電力が1W
  • 熱量・・・一定時間に電熱線から発生する熱の量

        熱量[J]=電力W]✕s

    • 単位はジュールJ]※日常生活ではカロリーcal]を使うことが多い。1J≒0.24cal、1cal≒4.2J
    • 1Wの電力で1秒間電流を流したときに発生する熱量が1J
    • ワット数 大 → 発熱量 

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自己紹介(PROFILE)

窪田 一志

窪田 一志

1986年生まれ、近畿大学農学部卒業、理科コア・サイエンス・ティーチャー(CST)養成課程修了
家庭教師、個別指導、塾講師を経て、神奈川県で5年間中学校理科教師として勤務。現在は大阪府の公立中学校で理科の楽しさを子どもたちに伝えるため日々奮闘中。
教材や教具、デジタル教材の開発、効果的なICT機器の活用方法、カードゲームや問題解決を通してのコミュニケーション能力の育成など自らの実践に基づいた教育活動を展開中。
ブログのアクセス数は月7万pvを超え、ブログがアプリ化されるなど勢いのある教育研究者 兼 教育実践者。記事執筆、研修・講演依頼、書籍化についてはお問い合わせフォームからお願いします。

【著書】
100均グッズからICTまで 中学校理科アイテム&アイデア100[明治図書出版]
【協力実績】
株式会社 NHKエデュケーショナル
国立科学博物館
株式会社 朝日新聞社 企画事業本部文化事業部
株式会社 高純度化学研究所
株式会社 アスウム
株式会社 学映システム
東京学芸大学 理科教育学分野
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横須賀市立浦賀中学校
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