中学受験理科「乾電池の持ち」最も長く豆電球が点灯するのは?

乾電池の寿命 アイキャッチ理科

豆電球の明るさと同時に聞かれるのが、「乾電池の持ち」です。「豆電球が最も長く点灯するのはどれ?」のような聞かれ方で出題されます。今日は乾電池の持ちについて見ていきましょう。

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「乾電池の持ち」基本問題

:下の豆電球でもっとも長く点灯する豆電球はどれ?ただし、どれも同じ豆電球、乾電池を使ったものとする。

豆電球と乾電池 豆電球の明るさ

【問題DL】豆電球と乾電池

今度は乾電池の持ち具合について問われています。まずは、豆電球の明るさを「豆分の乾」で調べることから始めてください。

豆電球の明るさと乾電池の持ちの関係

「豆電球の明るさ」=「流れる電流の強さ」と考えられるので、豆電球が明るいほど乾電池が大きなパワーを使い、その分消耗が激しくなります。豆電球が暗いほど乾電池は小さなパワーで済むので、その分消耗が抑えられます。

  • 豆電球が明るい⇒電流が強い⇒乾電池のパワー大⇒乾電池の持ちは短い
  • 豆電球が暗い ⇒電流が弱い⇒乾電池のパワー小⇒乾電池の持ちは長い

ということで、一度説明した「豆分の乾」で豆電球の明るさを調べます。

「豆分の乾」で豆電球の明るさを調べる

「豆分の乾」とは、豆電球分の乾電池で分数の形で豆電球の明るさを調べる方法でした。詳しくは 中学受験理科「乾電池・豆電球のつなぎ方と明るさ」基本問題 を見てください。

乾電池と豆電球 解答

豆電球の明るさを調べた上の図で、赤い文字で書かれた明るさが重要になります。それがそのまま豆電球に流れる電流を意味しているからです。
この図にさらに乾電池から流れる電流を書き入れてみます。

乾電池から流れる電流と道すじ

アの豆電球の明るさが1なので、アの乾電池から1の電流が流れていると考えて、ア〜カのすべての乾電池から流れる電流の大きさを考えましょう。

道すじが途中で枝分かれしている場合は注意が必要です。電流は道すじを流れる水のようなものだと考えてください。道すじが途中で枝別れしている場合は、電流がそこで2方向に分かれて流れます。

乾電池から流れる電流

「乾電池の持ち」基本問題 解答

ここまで来たら、あとは乾電池から流れる電流を見れば、どの乾電池が長持ちするか、早く使えなくなるかわかりますね。「もっとも長く点灯する豆電球はどれ?」という問いでしたので、乾電池からもっとも弱い電流が流れているものを選びます。

:オ

これで、豆電球の明るさと乾電池の持ちについて基本的な問題は解けるようになります。今度は応用問題に挑戦しましょう。単純な直列つなぎ、並列つなぎではない問題です。それでは次の記事で!

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