【中学受験】電気回路の基本!豆電球の明るさマスター

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中学受験の理科では、電気回路の問題が頻出です。
特に「豆電球の明るさ」を問う問題は多くの受験生がつまずくポイントのひとつです。

しかし、基本的なルールと考え方をしっかり理解すれば、どんな問題が出ても対応できるようになります。

今回は、豆電球の明るさに関する問題をスムーズに解くための基本ルールと覚え方を紹介します。
直列回路や並列回路における電流の流れ方や、明るさの変化を正しく理解して、
受験本番でも自信をもって解答できるようになりましょう!

豆電球の明るさは何で決まる?

豆電球の明るさは、流れる電流の大きさ電圧のかかり方によって決まります。
基本的には、

  • 電流が多く流れるほど明るくなる
  • 電池の電圧が高いほど明るくなる
  • 抵抗が大きいほど電流が流れにくくなり暗くなる

というルールを押さえておきましょう。

直列回路と並列回路の違いを理解しよう

電池や豆電球をつなぐ方法には、直列回路並列回路の2種類があります。
それぞれの特徴を整理してみましょう。

直列回路

直列回路は、電池や豆電球を1本の線でつなげる接続方法です。

特徴

  • 電流は1本の道を通る(電流はどこでも同じ)。
  • 豆電球が増えると、1つの電球にかかる電圧が小さくなる。
  • 豆電球が1つ切れると回路全体が消える。

豆電球の明るさのルール

  • 電池1個 + 豆電球1個 → 明るい
  • 電池1個 + 豆電球2個(直列) → 暗くなる
  • 電池2個(直列)+ 豆電球1個 → とても明るい
  • 電池2個(直列)+ 豆電球2個(直列) → 1個あたりの明るさは普通

並列回路

並列回路は、電流が複数の道に分かれて流れる接続方法です。

特徴

  • 電圧はすべての豆電球に同じようにかかる。
  • 電流は枝分かれして流れる。
  • 1つの豆電球が切れても、他の豆電球は光る。

豆電球の明るさのルール

  • 電池1個 + 豆電球1個 → 明るい
  • 電池1個 + 豆電球2個(並列) → 1個あたりの明るさは変わらない
  • 電池2個(直列)+ 豆電球2個(並列) → とても明るい

豆電球の明るさを考える3つのステップ

豆電球の明るさを問う問題を解くときには、次の3つのステップを意識するとスムーズに解けます。

ステップ① 電池の数とつなぎ方を確認

まず、電池が何個あり、それが直列か並列かを確認しましょう。

  • 直列つなぎの電池 → 電圧が合計される(2個なら2倍、3個なら3倍)
  • 並列つなぎの電池 → 電圧は1つ分と同じ

ステップ② 電流の流れ方を考える

次に、電流の流れ方を確認します。

  • 直列回路では電流は一定
  • 並列回路では電流が枝分かれする

ステップ③ 各豆電球にかかる電圧をチェック

最後に、各豆電球にどれくらいの電圧がかかっているかを見ます。

  • 直列回路では、電圧が均等に分かれる
  • 並列回路では、どの電球にも同じ電圧がかかる

よく出る問題と解き方のコツ

問題① 電池1個 + 豆電球2個(直列)の明るさは?

電池1個の電圧を「1」とすると、直列では2個の豆電球で分け合うため、

→ 1つの豆電球にかかる電圧は 1/2 になる
→ 結果:1個のときより暗くなる

問題② 電池1個 + 豆電球2個(並列)の明るさは?

並列回路では、各豆電球に同じ電圧がかかるため、

→ 1つの豆電球にかかる電圧は 1 のまま
→ 結果:1個のときと同じ明るさ

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