中学理科中学2年生物理
オームの法則(V=RI)|電流・電圧・抵抗の求め方【中2理科】
中2理科でつまずく「オームの法則」を、数学の比例(y=ax)とつなげて図解。電圧V=抵抗R×電流I の意味、電流と電圧が比例することをグラフで、公式の変形(V=RI/I=V÷R/R=V÷I)を関係三角形で。例題と練習でわかります。
◎このページのゴール
オームの法則 V=RI の意味(電流と電圧は比例し、抵抗が比例定数)を理解し、電圧・電流・抵抗を公式の変形で求められるようになる。
「V=RI って、どれをかけてどれを割るんだっけ?」——オームの法則は中2理科でつまずきやすい単元ですが、じつは数学で習った**比例(一次関数 y=ax)**とまったく同じ考え方です。電流と電圧が比例することがグラフで見えれば、公式を丸暗記しなくても式を作れます。
どこでつまずいた?
あてはまるものをタップ。そこから読むと近道です。
オームの法則(V=RI)
→やり方
- 電圧 V(ボルト V)、抵抗 R(オーム Ω)、電流 I(アンペア A)の3つを区別する。
- 関係はいつでも 電圧 = 抵抗 × 電流。式で書くと V = RI。
- 求めたいものに合わせて変形(次の「公式の変形」で説明)。
たとえば、抵抗 Ω に A の電流が流れているときの電圧は、
電圧は 6 V です。
どうして電流と電圧は「比例」なの?
抵抗が同じ(一定)のとき、電圧を2倍にすれば電流も2倍になります。電圧を V、 V、 V… と上げていくと、電流もきれいに同じ割合で増えていく——これが「比例」です。
横軸に電圧、縦軸に電流をとってグラフにすると、原点を通る1本の直線になります。
直線の傾き(電圧をどれだけ上げると電流がどれだけ増えるか)が、その回路の抵抗 R にあたると考えると分かりやすいです。抵抗が大きいほど電流は流れにくく、グラフの直線はねかせた(傾きがゆるい)形になります。
✓コツ
「比例」だから、表で確かめられます。抵抗 Ω のとき、電圧 V で電流 A、 V で A、 V で A …。電圧を2倍・3倍にすると電流も2倍・3倍。**電圧 ÷ 電流 はいつも同じ値(=抵抗)**になります。
電圧が大きいほど抵抗も大きくなる、ってことだよね?
そこが勘ちがいしやすいところ! 抵抗は電圧で変わらないんだ。同じ抵抗(同じ部品)なら値は決まっていて、変わるのは「電圧を上げると電流が増える」という関係のほう。抵抗はグラフの“傾き”で、いつも一定。電圧と一緒に増えるのは電流だよ。
✓理解チェック①
数学の「比例・一次関数」とまったく同じ
じつはオームの法則は、数学で習った**比例(一次関数 y=ax)**そのものです。記号を置きかえるだけで重なります。
数学の で、 が電圧 、 が電流 、比例定数 が抵抗 にあたります。だからグラフが原点を通る直線で、その傾き a が抵抗 R——これは中2数学の一次関数とグラフでやったことと同じ。理科と数学は別々に覚えなくて大丈夫です。
✓コツ
数学で「比例定数 = y ÷ x」を求めたのと同じく、理科では 抵抗 R = 電圧 V ÷ 電流 I。グラフ上の1点(電圧と電流の組)が分かれば、傾き=抵抗が計算できます。
✓理解チェック②
電流・抵抗を求める(公式の変形)
「V = RI」から、求めたいものに合わせて式を変えられます。下の三角形が便利です(密度の三角形と同じ使い方)。
→やり方
- 電圧を求める:
- 電流を求める:
- 抵抗を求める:
たとえば、電圧 V を抵抗 Ω にかけると、電流は A。電圧 V で電流 A が流れた回路の抵抗は Ω です。
✓理解チェック③
よくある間違い
✕よくある間違い
電流を求めるのに、電圧と抵抗をかけてしまう()→ 90 A はあり得ない大きさ
電流 = 電圧 ÷ 抵抗()→ 0.4 A
迷ったら、まず基本の V = RI を書き、求めたい文字だけを残すように変形します(電流なら両辺を で割って )。三角形の図でいえば「かくしたものが答え」。V をかくせば 、I をかくせば 、R をかくせば です。
✓理解チェック④
やってみよう(練習問題)
✏️ やってみよう①(基本:電圧を求める)
V = R × I で求めましょう。
- 抵抗 Ω に A の電流が流れているときの電圧は?
- 抵抗 Ω に A の電流が流れているときの電圧は?
答えと解説を見る
- → 5 V
- → 20 V
電圧を求めるときは、抵抗と電流をかけます。
✏️ やってみよう②(標準:電流・抵抗を求める)
公式を変形して求めましょう。
- 抵抗 Ω に V の電圧をかけたとき、流れる電流は?
- V の電圧で A の電流が流れた回路の抵抗は?
答えと解説を見る
- 電流 = 電圧 ÷ 抵抗 = → 0.3 A
- 抵抗 = 電圧 ÷ 電流 = → 30 Ω
✏️ やってみよう③(応用:比例・グラフを読む)
電流と電圧は比例することを使って考えましょう。
- ある抵抗に V の電圧をかけると A 流れた。同じ抵抗に V をかけると電流は何 A になる?
- 横軸に電圧、縦軸に電流をとると、原点を通る直線になった。電圧 V のとき電流 A だった。この抵抗(グラフの傾きにあたる値)は?
答えと解説を見る
- まず抵抗を求めると Ω。 V なら → 0.3 A。 (電圧が V → V と3倍なので、比例より電流も3倍 A と考えてもOK。)
- 抵抗 = 電圧 ÷ 電流 = → 20 Ω。グラフの傾きが、その回路の抵抗にあたります。
家おうちの方へ
オームの法則のつまずきの正体は、多くが「V・R・I のどれをかけて、どれを割るか」の混乱です。じつはこれは数学の**比例(一次関数 y=ax)**と同じ式で、・・ と対応します。あいまいなら中2数学の一次関数に一度戻ると、グラフの傾き=抵抗という見方がすっと入ります。公式は丸暗記でなく、基本の を1つ覚えて変形する形がおすすめです。「抵抗は電圧で変わらない(一定)」「電圧を上げると増えるのは電流」という点も、つまずきやすいので声かけしてあげてください。
オームの法則がわかると、電圧・電流・抵抗の関係が「比例」という1つの考え方ですべて説明できます。理科の電気は、数学の一次関数の力がそのまま武器になります。
📌 1分まとめ(声に出して読もう)
- オームの法則は 電圧V(V)=抵抗R(Ω)×電流I(A)。式で書くと V=RI。
- 抵抗が一定のとき、電流と電圧は比例する。グラフは原点を通る直線で、傾きが抵抗R。
- これは数学の 比例・一次関数 y=ax とまったく同じ(a=抵抗R にあたる)。
- 求めたいものに合わせて変形:V=RI/I=V÷R/R=V÷I。
- 単位は 電圧V=ボルト(V)、電流I=アンペア(A)、抵抗R=オーム(Ω)。
よくある質問
オームの法則とは何ですか?
オームの法則とは、回路に流れる電流と電圧の関係を表す法則で、電圧=抵抗×電流という関係がいつでも成り立ちます。抵抗が一定のとき、電流と電圧は比例します。これは数学で習う比例(一次関数 y=ax)とまったく同じ考え方で、比例定数aにあたるのが抵抗Rです。
オームの法則の公式は何ですか?
公式は「電圧V=抵抗R×電流I」、式で書くとV=RIです。求めたいものに合わせて変形でき、電流はI=V÷R、抵抗はR=V÷Iで求められます。単位は電圧がボルト(V)、電流がアンペア(A)、抵抗がオーム(Ω)です。たとえば抵抗20Ωに0.3Aの電流が流れているとき、電圧は20×0.3=6Vになります。
なぜ電流と電圧は比例するの?
抵抗が同じ(一定)のとき、電圧を2倍にすれば電流も2倍になるからです。電圧を1V、2V、3Vと上げていくと、電流も同じ割合で増えていき、横軸に電圧・縦軸に電流をとったグラフは原点を通る1本の直線になります。この直線の傾きが抵抗Rにあたり、電圧÷電流はいつも同じ値(=抵抗)になります。
電圧を上げると抵抗も大きくなるの?
いいえ、抵抗は電圧では変わりません。同じ抵抗(同じ部品)なら値は決まっていて、電圧を上げたときに増えるのは電流のほうです。グラフでいうと、抵抗は直線の傾きにあたるのでいつも一定です。「電圧と一緒に増えるのは電流」と覚えると勘ちがいを防げます。