質問: 中学受験の理科の問題について教えてください。下記が問いです。 ------------------------- 電圧の大きさを調節できる電源装置と端子A,B、電流計が下の図のように繋がれており、その関係を示したグラフが1になります。 今回端子AとBに並列にニクロム線を繋ぎ、電圧をかけた場合、電源装置の電圧を何ボルトにすれば電流計に600mAの電流が流れますか? ------------------------- 答えとしては ニクロム線の並列繋ぎなので1つに流れる電流は600mAの半分の300mAになるから「3V」 だそうですが、 1)分岐して300mAになったところで、その後また一つの回線になるのなら、結果的には元の600mAだし、600mAに相応したボルトにはならないのでしょうか? 2)また電流計に600mAの電流が流れていたと考えたとしても、ニクロム線が並列ならば、どちらにも600mAの電流が流れるのではないでしょうか? 何故答えが3Vなのか、また私はどこを勘違いしてるのか、 どうぞ教えてください。
回答: 中学受験の問題だと、解かれるのは小学生さんですよね。 電圧は「電流を押し出す力」みたいな感じで教わっているかと思うのですが、ゆえに、「(ニクロム線1本のとき)600mAに相当する電圧(6V)」をかけた場合、回路の抵抗が大きくなれば同じ力で押し出しても電流が通りにくくなっているので、流れる電流は小さくなります。 逆に回路の抵抗が小さくなれば電流は大きくなります。 ニクロム線を並列につなぐということは、添付の図の「ア」から「イ」の間の道がより広くなって通りやすい、すなわち抵抗が半分になってしまうということなので、電流計の位置に流れる電流は、最初の電圧と同じ力(6V)で押し出してしまうと、2倍の1200mA流れることになってしまいます。 よって、電流計に600mAの電流を流したいのであれば、押し出す力も半分、つまり電圧は最初の半分で3Vということになります。