理科の「電流と磁界計算問題」でポイントは
①直列と並列の電圧
②オームの法則
③ジュ-ルの法則
で意外にも最初の「直列と並列の電圧」で戸惑う生徒が多い。
「直列と並列の電流」では直感的に理解が出来るので間違わない。
直列は1本道の回路でどこでも流れる電流の強さ=流れる電子の量は同じ、並列は枝分かれ回路でそれぞれの回路に流れる電流の強さ=流れる電子の量の合計が本流=主回路の電流に等しい。
これは小学生でも理解できる。
直列では1本道の途中にある複数の豆電球=抵抗の合計が電源電圧に等しい。
これは水路で考えると解りやすい。
豆電球は水路に複数置かれた水車で、1台づつが水流の水圧を消費していくので、3台あれば3台分だけ水圧を消費する。
水圧の消費は「水の運動エネルギ-の消費」と同じ意味である。
水が水車を押すときに「水車が回転する運動エネルギ-」として消費される。
水の分子が持つエネルギ-は外へ出ていくが、水分子自体は水路から出ていかない。
電流回路では「豆電球が発熱して光るエネルギ―」として消費される。
電子が持つエネルギ-は外へ出ていくが、電子自体は回路から出ていかない。
では、並列回路ではなぜ全ての回路に同じ電圧が掛かるのか??
これを水の運動エネルギ―、電子の運動エネルギ―として説明できるかが、最大のポイント、最高の思考力問題である。