中学受験「理科」:電流分野の学習について思うこと

「電流」の分野を苦手としている受験生は多いと感じている。実際に私が受験生の頃はよく訳が分からないまま問題を解いていたように思う。

長女も先月この分野を学習した。塾のテキストに載っている問題を解いてみるとそれなりに解けるが、完璧ではない。少し問題を捻られると途端に分からなくなるような感じがある。

私は大学受験に一度失敗している。原因は数学や物理が苦手だったことにあるが、浪人時代にとある先生に出会い、物理の偏差値が急上昇した。この浪人時代の出会いについては、他の記事で書こうと思っている。その頃の記憶をたどってみて、上手い説明方法があったような気はしたが、なかなか思い出せなかった。

代わりに上手く解説しているブログや動画はないかと思って、色々検索してみたが、どれも大差はないように思われた。とあるYouTube動画では、プロを名乗りながら明らかに理屈を理解していない状態で講義しているものもあった。そのコメント欄には、「プロですか?説明になっていない」と書かれていた。

 

この分野は理屈よりもテクニック的なものが解説されていることが多い。その最たるものは難関校で必要となる「合成抵抗」の考え方だろう。並列回路の合成抵抗の求め方なんて、ただの計算でしかない。何故そのような計算になるのか書かれた記事は見つけられなかった。そもそも、塾のテキストや参考書には「豆電球が2個直列だから電流が1/2になる」と当たり前のように書かれていたりするが、受験生の中には「何で1/4とか1/8じゃないの?」と思う子もいるかもしれない。小学生はオームの法則を習わないことになっているようなので、それならば、「この電流の大きさと豆電球の数の関係は実験結果から得られるものだ」くらいのことは書いてあってほしい。

 

長女がこの「電流」の単元を学んで1ヶ月近く経ったが、ずっと分かりやすい説明方法はないかと考えていた。最近になってようやく、浪人時代にどのように考えて解いていたか思い出してきた。

この分野を理解するために必要なのは「電圧」だと思う。卵とニワトリのどっちが先かというジレンマの話ではないが、電気回路のスイッチを入れると「電流が流れて電圧がかかる」のか、「電圧がかかって電流が流れるのか」を考えてみる。物理の授業では電圧は「電位差」と習う。電位差により、電気回路に勾配ができて電流が流れるというのが自然な考え方だろう。つまり、「電圧がかかって電流が流れる」ので、電流の前に「電圧」がどうなのかを考えるべきだ。

回路に流れる電流の大きさを比較する問題において、多くの場合「乾電池1個と豆電球1個をつないだ回路に流れる電流を1とする」として、解説されている。これが受験生を惑わせている根源だと思う。

「乾電池1個と豆電球1個をつないだ回路に流れる電流を1とする」というのを電圧に着目して、「乾電池1個と豆電球1個をつなぐと、豆電球に乾電池1個分の電圧がかかり、その時に流れる電流を1とする」とすべきである。このように考えれば、中学受験に出てくる電流の問題のほとんどは、豆電球にどれだけの電圧がかかっているかを考える問題になると言える。ちなみにこの考え方を使えるようになると、「並列回路の合成抵抗」の考え方も必要なくなる。中学受験では直接抵抗値を求めるような問題はほとんど出題されないと思うので、その点でも良い方法だと思う。今後の記事で、この方法を詳しく説明していく予定だ。

最新情報をチェックしよう!