電気,化学

---------------------------目次---------------------------
豆電球/電磁石
フレミングの左手/電磁誘導
右ねじの法則/方位磁針のふれ
電熱線/水溶液
気体/化学変化
燃焼
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電気

豆電球

中学受験の物理のテクニックはかなり複雑で暗記量も多いため、
中学内容のオームの法則、合成抵抗値の計算方法を使って回答した方が早い。
(数学の方程式とは違い、中学受験塾でも遠回しにオームの法則を使用している。)

豆電球の大きさは電流の大きさで決まる。
電流は電圧と抵抗によって決まる。
(難しければ平易なパターンだけ暗記するか、
偏差値４０前後の中学なら物理の特定分野を捨てても良い。)

↑のように豆電球と電池が一つずつある状態を明るさ１とする。

↑のように豆電球が２つと電池が１つある状態だと明るさが

\frac{1}{2}

となる。

↑のように並列の豆電球が２つと電池が１つある状態だと明るさが1になる。
理由は並列だと抵抗が

\frac{1}{2}

となり、電流は逆数の２となる。
電流２が１ずつ豆電球に流れ込むため、明るさは１になっている。
多くの電流を放出しているために、点灯時間が短くなる。(電池の消耗が早くなる)

↑電池が二つで豆電球が１つだと明度が１だが、点灯時間が二倍になる。
(電池１つと直列の電池２つを並列した回路は故障するため、中学入試にはでない。)
(また中学受験では回路上には同じ電池と同じ電球を使用する)

中学受験　理科・社会　脳プレス高速暗記講座　理科編（下）

先に豆電球の抵抗を計算するのがポイント。
合成抵抗Rは

\frac{1}{R}

\frac{1}{2}

\frac{1}{1}

\frac{1}{R}

\frac{2}{3}

合成抵抗R=

\frac{2}{3}

とわかる。
電池が一個のため電圧は１のためオームの法則により
V=IR
1=I×

\frac{2}{3}

電流は逆数の

\frac{3}{2}

したがって

\frac{2}{3}

の電流が電池から流れるが、
抵抗が2:1の場合、電流は分岐点で逆比の1:2に分かれる。
A=

\frac{1}{2}

B=1

別解：オームの法則の分数計算をしたくない場合に
赤い回路だけを考えると抵抗２なので電流は0.5

青い回路だけを考えると抵抗１なので電流１

合計で電池から電流が1.5出てくる。
1.5の電流が分岐点で抵抗(2:1)の逆比1:2に別れる。
明るさAは0.5,明るさBは1となる。

豆電球３つを並列で繋いだ時の抵抗は

\frac{1}{3}

これと1+

\frac{1}{3}

\frac{4}{3}

回路に流れる電流は逆数の

\frac{3}{4}

例題：以下のような直列と並列が入り混じった回路に電池が出す電流を答えよ。

まず並列回路のみの回路図を考える。

以下のように合成抵抗は

\frac{2}{3}

とわかる。

抵抗1と合成抵抗

\frac{2}{3}

が直列でつながっている為、
回路全体の抵抗が

\frac{5}{3}

とわかる。
電池から流れる電流は逆数の

\frac{3}{5}

である。

並列の合成抵抗を算出したいときに中学内容のオームの法則を使用しても良い。
(ただし分数が絡んだ方程式を解く必要があり、方程式未習得であればお勧めはしません。)
オームの法則↓

電流＝電子の量
電圧＝電子のはやさ
と考える。
(電流は水流に例えられることが多い)

リンク

小学６年生から中学受験を始める小学生向け。
基礎分野に抜けが多い生徒にもおすすめ。

合成抵抗の公式↓
３つの抵抗R1,R2,R3(豆電球など)が並列で繋がれたの場合、
合成抵抗Rについて以下の式が成立する。

逆数をとると合成抵抗Rがわかる。↓

中学受験　理科・社会　脳プレス高速暗記講座　理科編（上）

電磁石

フレミング左手の法則と右ねじの法則を記憶しておけば大幅に加点が期待できる。

右ねじの法則

↑電流が奥から手前に流れているために、
右手を奥から手前に円状にすると親指が右を向く
これが磁場の方向である。

電流と磁場を逆にしても同様である。↓

↓磁界はN極からS極に向かう。

方位磁針のふれ

磁針と平行に導線を設置し、電流を流した場合、
導線を右手と方位磁針で挟み、親指の方向にN極がふれる。

または、以下のように右回りに磁界が発生するので、
磁界の方向にN極が向くと解釈しても良い。

右回り：右側で下(奥)に進み、左側で上(手前)に進む。

例題：以下の方位磁針A,Bの針のN極が左右どちらに動くか、それとも動かないか答えよ。
(動画と同じ問題です)

解答
A:🧭と導線を上から右手で挟むと親指が北側を向くため、N極の針は動かない。
B:🧭と導線を右手で下から挟むと親指が西側を向くため、N極の針は左に触れる。

電磁誘導

1.N極を近づける場合。

近づけたN極に反発するために電磁石の右側がN極になる。
右ねじの法則に従って電流が流れる。

2.N極を離す場合。
離れていくN極を引く戻すために電磁石の右側がS極になる。

3.(N極を離す場合で)巻き方を逆にする場合。

①N極が離れていくので、磁石を引く戻すために①の部分がS極になる。

②右側がS極になり、右ねじの法則より右手親指が左向きになる。

③磁石から電磁石を見ると右回りになるので、③の方向に左から電流が流れる。

フレミング左手の法則

一部上位校でフレミング左手の法則(中学内容)が出題された例がある。

電熱線

電熱線は豆電球と同様の電気抵抗である。(トースターやコンロに利用)
豆電球の回路の問題を応用しただけだが未修だと誤解が生まれる分野。
電熱線を直列に接続すると抵抗が大きくなり電流が流れにくくなるために水が暖まらず、
また[電熱線を長くする]＝[電熱線を直列に接続する]と同意である。
電熱線の長さと抵抗は比例する。

並列に接続すると低抵抗で電流が多く流れるため水が温まる。

また、電熱線の太さの断面積と抵抗は反比例する。
断面積がAの2倍,3倍の電熱線を電熱線B、電熱線Cとする。
(断面積以外の長さ等の条件はAと同じとする。)

[電熱線を３倍太くする]＝[電熱線を３個並列に接続する]と同意である。

無対策だと誤解しやすいが(直列の電熱線が温まりやすい等)、
軽く把握していると楽に回答できる分野。

水溶液

-------------------------アルカリ性↓---------------------------
水酸化ナトリウム水溶液：水酸化ナトリウム(個体)：アルミニウムを溶かす。
重曹(そう)水：炭酸水素ナトリウム(個体)：強い酸性の水溶液に入れると二酸化炭素を溶かす。
アンモニア水：アンモニア(気体)：加熱するとアンモニアを発生。
石灰水：水酸化カルシウム：二酸化炭素を通すと白く濁る(炭酸カルシウムが発生)。
-------------------------中性↓---------------------------
アルコール水：アルコール(液)：消毒に使用。炭素を含み電気を通さない。
砂糖水：砂糖(固)：加熱時に焦げる。炭素を含み電気を通さない。
(備考：砂糖C₁₂H₂₂O₁₁)
食塩水：食塩(塩化ナトリウム[NaCl])：炭素を含まず電気を通す。
-------------------------酸性↓-------------------------
塩酸：塩化水素(HCl)[気]：鉄、アルミニウム両方溶かす。
炭酸水：二酸化炭素(CO₂)[気]：石灰水を混ぜると白く濁る。
す[酢]：さく酸[酢酸][液]：卵の「から」を溶かす。
ホウ酸水：ホウ酸：弱酸。アリ、ダニなど殺虫剤に使う。
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気体

空気の重さ

空気の重さ(空気を1.0倍とする)
塩素(2.5)>二酸化炭素(1.5)>塩化水素(1.3)>酸素(1.1)>
空気(1.0)>
ちっ素(0.97)>アンモニア(0.6)>メタン(0.56)>水素(0.07)

気体の集め方

基本的には気体は水上置換法(水素、酸素)で集める。
水に溶けてしまう気体を仕方なく下方置換法(二酸化炭素、塩素、塩化水素)、上方置換法(アンモニア)

薄めた塩酸50cm²に薄めた水酸化ナトリウム水溶液
を混ぜ合わせ各ビーカーA,B,C,D,Eに水溶液を作った。
ムラサキキャベツの汁を加えるとCが紫色になった。
各ビーカーA-Eに入れた水酸化ナトリウムの量は以下の通り。
A:水酸化ナトリウム20ml
B:水酸化ナトリウム40ml
C:水酸化ナトリウム60ml
D:水酸化ナトリウム80ml
E:水酸化ナトリウム100ml

(1)鉄が溶けて気体が発生する水溶液はA〜Eのうちどれか？

(2)塩酸150mlと水酸化ナトリウム170mlを混ぜた水溶液は何性か？

-------------------解答-----------------------
(1)答え：A,Bが鉄を溶かす。発生する気体は酸性。
A,Bが塩酸のためA,Bは鉄を溶かすことができる。
塩酸はHClであり、Hの水素が発生する。

(2)答え：酸性。
塩酸水溶液と水酸化ナトリウム水溶液が中性になる割合はこの問題では5:6
塩酸水溶液150mlと水酸化ナトリウム180mlを混ぜたときに中性になるため。
(2)の問題の水溶液は塩酸が多いため酸性。
ムラサキキャベツの汁の色の動画↓

化学変化

水に硫酸銅や水酸化ナトリウムを入れて水に電流を流すと、
水素と酸素が2:1の割合で発生する。
(参考：水がH₂Oの組成のため。H:水素原子,O:酸素原子）

燃焼

金属を熱して加熱すると金属の重さと熱してできた酸化物の重さを調べると同じ比になる。
銅と酸素は4:1の割合の質量比で常に反応する。
酸素とマグネシウムは2:3の質量比で常に反応する。

例題(燃焼)：銅5.0gを燃やすと酸化銅が8.0gできた。
酸化銅が10.0gできたとき、燃やした銅は何gか？

------------例題(燃焼)解答--------------
銅：酸化銅＝5:8より求める銅の重さをxgとすると
x:10=5:8

→8x=50(出し方：内項＝外項を用いた)

→8x÷8=50÷8

→x=6.25(g)
元の銅の重さは6.25g答え

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各個別指導塾、家庭教師センターが使用する新小学問題集理科小学４年生用

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新小学問題集５年生用

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新小学問題集６年生用

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Short Notes

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