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中学生に教えています。
オームの法則「電圧が高ければ高いほど電流はたくさん流れる」から、数式「R=V/I」
を教えるときに、Rは係数「I/V」の逆数であることがほとんど説明もなく教科書の出てきます。
電圧を横軸、電流を縦軸の表から傾きは「電流の流れやすさ」を表しているため、「抵抗の値」はその逆数になるためです。
個人的には、ここはちょっと教えにくいです。

それよりも、傾きの逆数など考えずに、そのまま「流れやすさ」という概念を使った方が、
グラフから式の導出も簡単に子供に理解させることができます。
(実際、そこで疑問に思う子供がどれくらいいるかはわかりませんが)
つまり、公式はR=I/Vです。(RはResistanceの略なので記号は他のでもいいですが)
そんなことを言ってもしかたないじゃないか、と思われる方がほとんどだと思いますが、
どう思われますか?この質問はあまり建設的ではないことも承知していますので、
質問自体への批判はご遠慮ください。
よろしくお願いします。

質問者からの補足コメント

  • なにが聞きたいのかわかりにくくてすみません。
    表の傾きは「流れやすさ」を表しているのに、抵抗を求めるしきは、その逆数になる。
    この教授内容は話を一ひねりしてややこしくしています。
    だったら教える概念は「抵抗」である必要はなくないですか?
    という質問です。

      補足日時:2015/06/02 16:18

A 回答 (11件中1~10件)

Rを素直に”電流の通りにくさ”とすればよいのでは?  そうすれば、次のことの理解も至って簡単だと思います。

確か、「断面積に反比例し、長さに比例する」のではなかったでしょうか。 (やそじ)
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ダメですね。

抵抗で教える必要があります

なぜかというと、抵抗=仕事だからです。#6さんが書いているように、水流で例えてみれば分かりやすいでしょう。水量(電流)が多いか、高さ(電圧)が高いかで、できる仕事の量が決まる、という概念を身に着けるのが、小中を通して得られる理科の基礎です。

この概念を突き詰めていくと、物理法則が見えてくるわけで、水流も摩擦も空気抵抗も同じ「抵抗の在る所に仕事あり」という理解になります。

この部分を一貫して教えるためには「抵抗」という概念でなければなりません。
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何を確認したいのか分からないが、どちらでも中学生に分かり易い方法で教えれば良い。



因みにオームの法則は一般的には V=R * I であらわされることが多く、
何を求めるかで変形すればよい。
あなたの方法で V=R*Iの理解の早さが進むなら、そうしなさい。
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・・しやすさ、この「さ」が曲者です、非常にあいまいな日本語です。


高さ○m、は「使いますが、低さ○m・これはまず使いませんね。
高さの基準はおのずと0mが想定されますが、低さの場合は基準が必要になります。
流れやすさ、0(単位)、でもこれは抵抗で言えば無限大であり、実用的ではありません
では流れやすさ、1(単位)の基準は?。
決めようがないですね、結局抵抗値の逆数を使用するだけのことになります。
いうところの本末転倒した考えのように思います。
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抵抗を説明するときはグラフで電圧を縦軸にしたらいかがでしょう。



別に決まりが有るわけではありません。

しかしグラフの書き方の都合で、あまり使われていないコンダクタンス
だけで説明するというのは、迷惑な話だと思います。

この理屈だと、横軸は距離、縦軸は時間なら、傾は速度の逆数
ではなくて「遅さ」を使うべきとかなりそうです。

後、回路に関する理論では、抵抗(インビーダンス)を使った方が
何かと楽です。なのでこっちを優先すべきでしょう。
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簡単に、電気回路を水回路で考えるとイメージが付くと思います。


R抵抗は、水道管の流動抵抗、V電圧は、水タンクの高さ(水位差)、I電流は水の流れる量。
I=V/Rなので、
同じ水位なら配管抵抗が大きくなれば(たとえば口径の小さい管)なら、
水は流れにくくなります(ただ水道栓からの水は水圧がかかっているから違いますよ)。
配管抵抗の小さい管(たとえば口径が大きな管)であれば、水は大量に流れます。

以下にもう少し詳しい説明があります。
http://ir.lib.shizuoka.ac.jp/bitstream/10297/316 …
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抵抗の逆数である伝導度を使って説明する事は、当然可能です。


では、何故オームは、当時主流であった伝導度を使わないで抵抗を使ってオームの法則を作ったのでしょうか?
むしろ、当時のほとんどの物理法則は、伝導度(率)で式が作られています。
理由としては、抵抗という概念を使った方が直列の場合は、単純な和で表現出来るからです。
アナロジーとして、同様の法則が使える、熱流については、通常は熱伝導率を使用して、合成値は熱貫流率という表現を使います。 ただし、各材料の熱伝導率の和は、直列の場合、熱伝導率の逆数である熱伝導抵抗の和を計算して、その逆数を熱伝導率の和とします。 むしろ、この方が煩雑です。
電気のオームの法則の方が実務的と言えます。(並列抵抗の場合は、抵抗の逆数の和の逆数としなければいけません)
基本的な電気回路は、直列がほとんどだったので、抵抗を利用した方が、計算が楽だったと言う事でしょう。
現在もそれを使っているわけですから、そのまま教えた方が良いと思いますよ。
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抵抗なんて、そんな難しい考えでもないし、理解しにくいと思うのが良く分からない。


逆に生徒から、何言ってんだこいつ?と思われるかもしれませんよ。
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>どう思われますか?



いいとおもいますよ。現に「流れやすさ」を使う方が合成抵抗の並列接続の場合など理解しやすいでしょう。
ただし一般には「Rは抵抗値」というのがまかり通ってますから逆数なり何なり、世間に合わせる方法も一緒に教える必要があります。

>だったら教える概念は「抵抗」である必要はなくないですか?
生徒に教える内容が「抵抗値」でない場合、世間一般に出てる教本に登場する「抵抗値」の理解が手間どると思います。
あなたが生徒の不便を無視してそのように教えたいというのならそれって生徒には迷惑だとは思いませんか?
理想的な概念を持つのは自由ですけど既に通用してる習慣を変えるほどたいそうな必要性は感じません。
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質問者さんが言っている概念は存在します


Rの逆数である「1/R」=Gを主においた考え方ですね

---------以下転載-------
この関係(V=RI)の逆を考えると、流れる電流が電位差に比例する、と表現することできる。これを数式で表せば
I =GV
となる。このときの比例係数 G=1/R は電気伝導度(conductance)、あるいはコンダクタンスと呼ばれる。。

電流の単位にアンペア(記号: A)を、電位差の単位にボルト(記号: V)を用いたときの電気抵抗の単位はオーム(記号: Ω)が用いられる。また、コンダクタンスの単位はジーメンスが用いられる。
---------ここまで-------
ウィキペディア「オームの法則」ページより
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AA%E3%83%BC% …

関連する業界では、GとRは使い分けられている事でしょう


ではなぜ、中学理科において GではなくRを元に教えているのか?
本当のところは教科書や教育指針を定めた学者先生に聞かないと分かりませんが

以下私の想像です。

これらの式を使う為の一番最初に習うような簡単な回路は

電池-導線-抵抗-導線→電池に戻る

といったところでは無いでしょうか
その時に導線の「R=0」として計算するのですが
この時「G=∞」ともいえますが
計算式中に「∞」を使う事は通常ありませんので表現が難しく
逆に理解させるのが難しいので、Gは使わず、Rを元に教える
必要な時は「1/R」と表現する

としたのではないでしょうか。

以上私見ですが、参考までに。
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