予習シリーズ 小4理科(下)第4回「電気(2)」親子で押さえておきたいポイントまとめ

予習シリーズ 小4理科(下)第4回「電気(2)」親子で押さえておきたいポイントまとめ

RuffRuff Apps RuffRuff Apps by Tsun

小4理科(下)の第4回は「電気(2)」です。第3回「電気(1)」で回路・導線・豆電球・かん電池の基本を学んだその続きで、今回は回路図の書き方から、直列つなぎ・並列つなぎ、豆電球の明るさ、かん電池の持ちまで一気に進みます。

この回の最大のポイントは、「明るさは計算で求められる」ことです。(直列つなぎのかん電池の数)÷(直列つなぎの豆電球の数)——このわり算1つで、9通りのつなぎ方の明るさがすべて説明できます。逆に言えば、「どれを数えて、どれを数えないか」を間違えると、全部落としてしまう単元です。

親子で取り組むときは、「明るさ」と「電池の持ち」を必ずペアで言うのがおすすめです。この2つは逆になりやすいので、「明るい=電池が早くなくなる」とセットで口に出すクセをつけましょう。


1 今回の単元、5つの柱

まず全体像をつかみましょう。第4回の出題は、大きく次の5分野に分かれます。

分野 おさえる内容 最優先チェック
回路図と回路記号 豆電球・かん電池・スイッチ・検流計・モーターの記号、回路図のかき方のルール かん電池は「線が長い方が+極」
直列つなぎ・並列つなぎ 分岐があるかどうかで見分ける 分岐なし=直列/分岐あり=並列
かん電池のつなぎ方 直列=明るくなる・短くなる/並列=変わらない・長くなる 1個外したときのようす
豆電球のつなぎ方 直列=暗くなる・長くなる/並列=変わらない・短くなる 1個外したときのようす
明るさの求め方 数えるルール+わり算+9パターンの整理 並列は「1個」として数える

ポイント:この回は「明るさは計算で出せる」が最大の武器です。感覚で「直列は暗い気がする」と覚えるのではなく、わり算で確かめるクセをつけましょう。


2 回路図と回路記号

回路図とは

電気の通り道を、決められた記号で表した図を回路図(かいろず)、そのときに使う記号を電気用図記号といいます。

回路記号(電気用図記号)

記号の名前 マークの覚え方
豆電球 ×(バッテン)のマーク
かん電池 長い線が+極、短い線が-極
スイッチ 回路をつなぐ(開いたり閉じたりする)マーク
検流計(けんりゅうけい) 「A」のマーク。電流の大きさを調べる
モーター 「M」のマーク

注意:かん電池の記号でいちばん問われるのは「線が長い方が+極」です。「長い=プラス」と、線の長さで覚えましょう。

ポイント:検流計は「A」、モーターは「M」。この2つは記号そのものがアルファベットなので、確実に取れる問題です。

回路図のかき方のルール

  1. 導線は直線でかく(曲げてかかない)。
  2. かん電池の記号には「+」「-」をつける。
  3. 電池ホルダーやソケットなど、回路と直接関係のないものは省いてかく。
  4. 電気が流れる向きを矢印で表すことがある。

注意:「電池ホルダーやソケットはかかない」——実物の絵をそのまま写してしまうのが、いちばん多いミスです。回路図は「電気の通り道」だけをかく図だと理解しましょう。

ポイント:豆電球の記号は×印ですが、白熱電球(昔ながらの電球)の記号も、2000年ごろから同じ×印を使うようになりました。「豆電球と電球は同じ記号」と押さえておきましょう。


3 直列つなぎ・並列つなぎとは

複数の豆電球やかん電池をつなぐ方法は、2つしかありません。

つなぎ方 見分け方 たとえ
直列つなぎ 回路の分岐(ぶんき)がない 一本の道のように、順番に並べてつなぐ
並列つなぎ 回路の分岐と合流がある 枝分かれするように、横に並べてつなぐ

1つを外すとどうなるか

つなぎ方 1つを外す(切れる)と
直列つなぎ 回路のどこかを切断すると、電気は流れない
並列つなぎ 回路で分岐部分を切断しても、電気は流れる

ポイント:見分け方は「分岐があるかどうか」だけ。「分岐なし=直列/分岐あり=並列」と、図を見たらまず分岐を探すクセをつけましょう。

注意:「1つ外しても電気が流れる=並列」も、「1つ外すと消える=直列」も、この単元の定番の穴埋めです。つなぎ方を答えるだけでなく、外したときのようすまで問われます。


4 かん電池のつなぎ方

直列つなぎ

かん電池を一直線につなぐつなぎ方です。

項目 内容
明るさ かん電池1個のときより明るくつく
電池の力(電圧) 合わさる
電池の持ち 早くなくなる
1個外すと 回路がとぎれて豆電球は消える

並列つなぎ

同じ極どうしをつないで、回路を2つ以上にするつなぎ方です。つなぎ方(A・B)が2通りあっても、結果は同じです。

項目 内容
明るさ かん電池1個のときと同じ明るさ
電池の力(電圧) かわらない
電池の持ち 長持ちする
1個外すと 別の回路があるので、同じ明るさでついている

ポイント:かん電池の並列つなぎは「明るくならないかわりに長持ちする」。「明るさはそのまま、電池は長生き」とセットで覚えましょう。

注意:かん電池の並列つなぎは、Aのように同じ極どうしをつないでも、Bのようにつないでも同じ結果です。図が違って見えても、「分岐があれば並列」で判断しましょう。


5 豆電球のつなぎ方

直列つなぎ

2個の豆電球を一直線につなぐつなぎ方です。

項目 内容
明るさ どちらも1個のときより暗くつく
電気の流れ 分けあう
電池の持ち 長くなる
1個切れると 回路がとぎれて、ほかの豆電球も消える

並列つなぎ

枝分かれさせて、回路を2つ以上にするつなぎ方です。Aのつなぎ方でもBのつなぎ方でも同じです。

項目 内容
明るさ どちらも1個のときと同じ明るさ
電池の力(電圧) かわらない
電池の持ち その分、早くなくなる
1個切れても ほかの豆電球は同じ明るさのままでついている

注意:豆電球の並列つなぎは「明るさは1個と同じ」です。「2個つないだのに明るさが変わらない」という点が、いちばんの引っかけです。

ポイント:豆電球を直列につなぐと、電気の流れを分けあうので暗くなります。そして使う電力が少なくなるので、電池は長持ちします。「暗い=長持ち」はセットです。

注意:「豆電球を直列にすると電池の持ちは変わらない」と書かれた資料(ポイント資料の一部など)もありますが、予習シリーズ本体・大改訂カードはともに「長くなる」としており、「使う電力が少なくなるから」という理由づけもつきます。本記事では「暗くなる・電池は長くなる」で統一しています。


6 豆電球の明るさの求め方(最重要)

手順

  1. かん電池の数と豆電球の数を数える。ただしルールがある——
    • ① 直列つなぎの場合は数える
    • ② 並列つなぎの場合は数えない(=1個として数える)
  2. (かん電池の数)÷(豆電球の数)を計算する。
  3. かん電池1個・豆電球1個の場合と比べて、1より大きければ明るい/1より小さければ暗い。

計算例

回路 数え方 計算 明るさ
かん電池1個・豆電球1個(基準) 1 ÷ 1 1 基準の明るさ
かん電池 直列2個・豆電球1個 2 ÷ 1 2 2倍(明るい)
かん電池 並列2個・豆電球1個 1 ÷ 1 1 1倍(同じ)
豆電球 直列2個・かん電池1個 1 ÷ 2 1/2 半分(暗い)
豆電球 並列2個・かん電池1個 1 ÷ 1 1 1倍(同じ)

注意:「並列は数えない」——ここが最大のポイントです。かん電池を2個並列にしても「1個」、豆電球を2個並列にしても「1個」として数えます。数を数えただけで計算すると、全部間違えます。

ポイント:わり算の答えが1より大きいか小さいかを、必ず確認しましょう。「1より大きい=明るい」「1=同じ」「1より小さい=暗い」。基準(かん電池1個・豆電球1個=1)を頭に置くのがコツです。


7 9通りの明るさ早見表(かん電池 × 豆電球)

かん電池(1個のみ・直列・並列)× 豆電球(1個のみ・直列・並列)の9通りを整理すると、次のようになります。明◎=いちばん明るい/明○=ふつう/明△=暗いです。

かん電池\豆電球 1個のみ 直列つなぎ 並列つなぎ
1個のみ 明○(基準) 明△ 明○
直列つなぎ 明◎ 明○ 明◎
並列つなぎ 明○ 明△ 明○

明◎ > 明○ > 明△ の順です。

この表から読み取れること

  • かん電池を直列にすると明るくなる(明○ → 明◎)。
  • 豆電球を直列にすると暗くなる(明○ → 明△)。
  • かん電池を並列にしても、豆電球を並列にしても、明るさは変わらない(ずっと明○)。
  • 全部直列(かん電池直列+豆電球直列)と、全部並列(かん電池並列+豆電球並列)は、同じ明るさ(明○)になります。

注意:「全部直列と全部並列が同じ明るさ」は、いちばん驚きのあるポイントです。理由はわり算——全部直列は 2÷2=1、全部並列は 1÷1=1。どちらも1だからです。

ポイント:明るさが変わるのは「直列」のときだけ。並列は明るさに影響しない——この一言で、9パターンのほとんどが説明できます。


8 かん電池と豆電球の組み合わせ(4パターン)

実際の入試レベルの問題は、かん電池と豆電球の両方をつなぎます。4つの型を確実にしましょう。

① 豆電球の直列つなぎ × かん電池の並列つなぎ

  • かん電池を2個並列につないでも明るさはかん電池1個のときと変わらない(並列は数えない)。
  • 豆電球が直列なので暗くなる。
  • つまり「かん電池1個+豆電球直列」と同じ(1÷2=1/2で暗い)。

② 豆電球の並列つなぎ × かん電池の直列つなぎ

  • かん電池2個直列で明るくなる(2個として数える)。
  • 豆電球の並列は明るさに影響しない(1個として数える)。
  • つまり2÷1=2でどちらの豆電球も明るく、同じ明るさで光る。

③ 豆電球の並列つなぎ × かん電池の並列つなぎ

  • 豆電球を2個並列にしても、かん電池を2個並列にしても、明るさは変わらない。
  • つまり1÷1=1で、豆電球1個に かん電池1個をつないだときと同じ明るさ。

④ 豆電球の直列つなぎ × かん電池の直列つなぎ

  • 豆電球2個直列・かん電池2個直列なので、2÷2=1。
  • 豆電球1個に かん電池1個をつないだときと、同じ明るさになります。

ポイント:④は実験でも確かめられています(後半の章で説明)。「2個ずつ直列にすると、1個ずつと同じ明るさ」——これはわり算が1になるからです。

注意:①と③を混同しないこと。①は暗く、③は同じです。「どちらが直列か」を指で確認しましょう。


9 明るさと電池の持ち(まとめ表)

豆電球・かん電池が1個ずつの場合と比べて、次のようになります。

つなぎ方 豆電球の明るさ 電池の持ち
かん電池 直列 明るくなる 短くなる
かん電池 並列 変わらない 長くなる
豆電球 直列 暗くなる 長くなる
豆電球 並列 変わらない 短くなる

読み取り方のコツ

  • 明るさと電池の持ちは、ほぼ逆になります(明るいと早くなくなる)。
  • 「変わらない」のは、かん電池並列と豆電球並列の2つだけ。
  • かん電池を直列にすると、いちばん早く電池がなくなる(明るさが2倍なので)。

注意:「豆電球を直列にすると電池が長持ち」は、ちょっと不思議に感じます。理由は豆電球を直列にすると電気の流れを分けあうので、使う電力が少なくなるからです。「暗い=省エネ=長持ち」とイメージしましょう。

ポイント:電池の持ちの順位を問う問題では、「豆電球が少ないほど長持ち」「豆電球の明るいものほど早くなくなる」の2つを確認します。明るさの順位と電池の持ちの順位は逆になります。


10 実験問題の読み方

予習シリーズ本体には、次の実験がのっています。

実験:(図1) のように1個の豆電球・1個のかん電池をつないだ回路と、(図2) のように2個の豆電球・2個のかん電池をそれぞれ直列つなぎにした回路を用意した。どちらの回路にも検流計をつなぎ、豆電球の明るさと検流計の針のふれ方を比べた。

結果:(図1)・(図2) の豆電球はすべて同じ明るさで、検流計の針のふれ方も同じになった。

わかること:豆電球2個・かん電池2個をそれぞれ直列につなぐと、豆電球の明るさは、豆電球1個にかん電池1個をつないだときと同じ明るさになる。

なぜそうなるか

回路 数え方 計算
(図1) かん電池1個 ÷ 豆電球1個 1
(図2) かん電池2個(直列)÷ 豆電球2個(直列) 2 ÷ 2 = 1

どちらも1なので、明るさも、流れる電流の大きさ(検流計の針のふれ方)も同じになるのです。

ポイント:実験の問題は「わり算の数がいくつか」を確かめるだけで解けます。「明るさが同じ=電流も同じ」——明るさと電流は比例すると押さえましょう。

注意:「検流計の針のふれ方が同じ」という結果の文が、「電流の大きさも同じ」を意味します。豆電球の明るさだけでなく、電流の大きさまで問われるのがこの単元です。


11 電気の歴史(ターレス・ガルバーニ・ボルタ)

ターレス——人類で初めて電気を発見

古代ギリシャの学者ターレスは、琥珀(こはく)をこすると、羽毛などが引き寄せられることを発見しました。これが人類が初めて発見した電気といわれています。

  • 琥珀をこすって起こる電気=静電気です。

ガルバーニ——カエルのあしのけいれん

医者であったガルバーニは、2種類の金属でカエルのあしをはさむと、カエルのあしがけいれんすることを発見しました。ガルバーニはこの現象を、「もともとカエルの中に電気があるからだ」と考えました。

ボルタ——かん電池の始まり

ボルタはガルバーニの考えに疑問をもち、「カエルの中に電気があったからではなく、2種類の金属によって電気が発生したからではないか」と考えました。その後ボルタは、自分の考えを証明するための装置をつくり、これがかん電池の始まりとなりました。

人物 したこと
ターレス(古代ギリシャ) 琥珀をこすって静電気を発見(人類初の電気の発見)
ガルバーニ(医者) 2種類の金属でカエルのあしがけいれんすることを発見
ボルタ 2種類の金属で電気が発生すると考え、装置をつくった=かん電池の始まり

ポイント:「電気の存在を人類で初めて発見=古代ギリシャのターレス」(琥珀・静電気)。人物名とキーワードをセットで覚えましょう。

注意:ガルバーニとボルタの考えのちがいが狙われます。ガルバーニ=「カエルの中に電気がある」/ボルタ=「2種類の金属で電気が発生する」。ボルタが正しい考えです。


12 よく出る引っかけ(総まとめ)

この単元で間違いが集中するポイントを、まとめて並べます。

引っかけ 正しい答え
並列の数を数えてしまう 並列は1個として数える(かん電池も豆電球も)
かん電池を並列にすると明るくなる 明るさは1個のときと同じ。長持ちするだけ
豆電球を並列にすると暗くなる 明るさは1個のときと同じ。電池は早くなくなる
豆電球を直列にすると電池も早くなくなる 暗くなるが、電池は長持ちする
全部直列と全部並列で明るさが違う どちらも明るさは同じ(明○)
かん電池の記号はどちらが+か 線が長い方が+極
実物の電池ホルダー・ソケットをかく 回路と関係ないものは省いてかく
1つ外すとすべて消える 並列は1つ外してもついている(直列は消える)

ポイント:この表をテスト前日に音読するのが、いちばん効率のよい復習です。どれも「分岐があるか」「数えるか」で解決できます。


13 要点チェック(本体のまとめ)

予習シリーズ本体の要点を、確認問題の形で並べます。答えを右手でかくして挑戦してみてください。

問1 配線のようすを、電気用図記号を使って表したものを何といいますか。
→ 答え: 回路図です。電気の通り道を記号で表した図で、かん電池は長い線が+極・短い線が-極、豆電球は×印で表します。

問2 (図2) のようにかん電池を一直線につなぐつなぎ方を何といいますか。豆電球の明るさは (図1) と比べてどうなりますか。
→ 答え: かん電池の直列つなぎです。かん電池1個のときより明るくつきます。ただし電池は早くなくなり、1個外すと回路がとぎれて豆電球は消えます。

問3 (図3) のようにかん電池を枝分かれさせてつなぐつなぎ方を何といいますか。豆電球の明るさは (図1) と比べてどうなりますか。
→ 答え: かん電池の並列つなぎです。かん電池1個のときと同じ明るさでつきます。1個外しても同じ明るさのままついていますが、そのぶん長持ちします。

問4 (図4) のAの豆電球が切れると、Bはどうなりますか。(図5) のCが切れると、Dはどうなりますか。
→ 答え: 豆電球を直列につないだ (図4) では、Aが切れると回路がとぎれてBも消えます。豆電球を並列につないだ (図5) では、Cが切れてもDは同じ明るさのままでついています。


14 親子で最終チェック!10問クイズ

Q1. かん電池の記号で、+極は線の長い方・短い方のどちらですか。また、検流計とモーターの記号はそれぞれ何の文字で表しますか。

答えを見る

線が長い方が+極です(短い方が-極)。検流計=「A」/モーター=「M」です。豆電球は×(バッテン)のマークで、白熱電球も2000年ごろから同じ記号を使っています。

Q2. 回路図をかくとき、導線はどのようにかきますか。また、電池ホルダーやソケットはどうしますか。

答えを見る

導線は直線でかきます。電池ホルダーやソケットなど、回路と直接関係のないものは省いてかきます。かん電池の記号には「+」「-」をつけることも忘れずに。

Q3. 直列つなぎと並列つなぎは、何で見分けますか。また、かん電池を直列につないだときと並列につないだときで、豆電球の明るさと電池の持ちはどうなりますか。

答えを見る

回路の分岐があるかどうかで見分けます。分岐がなければ直列つなぎ、分岐と合流があれば並列つなぎです。かん電池の直列=明るくなる・電池は短くなる/並列=明るさは変わらない・電池は長くなるです。

Q4. かん電池2個と豆電球1個をつないだときに、かん電池を1個外すと豆電球が消えるのは、直列つなぎと並列つなぎのどちらですか。

答えを見る

直列つなぎです。直列つなぎは回路が1つしかないので、1個でも外すと回路がとぎれて消えます。並列つなぎは1個外しても、別の回路があるので同じ明るさでついています。

Q5. 1つのかん電池と2つの豆電球をつないだとき、豆電球が暗くなるのは直列つなぎと並列つなぎのどちらですか。また、そのとき電池は長持ちしますか、早くなくなりそうですか。

答えを見る

豆電球を直列つなぎにしたときにどちらも1個のときより暗くつきます。このとき電気の流れを分けあうので、使う電力が少なくなり、電池は長持ちします。並列つなぎでは明るさは1個のときと同じで、そのぶん電池は早くなくなります。

Q6. 豆電球の明るさは、どのようにして求めますか。数えるときのルールもふくめて答えなさい。

答えを見る

(かん電池の数)÷(豆電球の数)で求めます。数えるときのルールは「直列つなぎの場合は数える」「並列つなぎの場合は数えない(1個として数える)」です。かん電池1個・豆電球1個=1を基準にして、1より大きければ明るい、小さければ暗いと判断します。

Q7. かん電池2個を直列つなぎ、豆電球1個をつないだときの明るさは、基準の何倍ですか。また、豆電球2個を直列つなぎ、かん電池1個をつないだときの明るさは基準の何倍ですか。

答えを見る

かん電池2個直列÷豆電球1個=2 → 2倍です。かん電池1個÷豆電球2個直列=1/2 → 半分(暗くなる)です。わり算で出せることがポイントです。

Q8. かん電池2個と豆電球2個を、それぞれ直列つなぎにしたときの明るさは、かん電池1個・豆電球1個のときと比べてどうなりますか。また、全部並列にしたときはどうなりますか。

答えを見る

全部直列は 2÷2=1 で同じ明るさ、全部並列は 1÷1=1 で同じ明るさです。つまり全部直列と全部並列は、同じ明るさになります。「全部直列=同じ」は意外に感じますが、わり算で確かめられます。

Q9. 豆電球2個を直列つなぎ、かん電池2個を直列つなぎにした回路と、豆電球1個・かん電池1個の回路で、実験をすると、明るさと検流計の針のふれ方はどうなりますか。

答えを見る

どちらも同じ明るさで、検流計の針のふれ方も同じになります。理由は2÷2=1、1÷1=1で、わり算の答えがどちらも1だからです。明るさが同じ=流れる電流の大きさも同じと押さえましょう。

Q10. 電気の存在を人類で初めて発見したといわれる人物は誰ですか。また、かん電池の始まりとなった装置をつくった人物は誰ですか。それぞれ何をした人ですか。

答えを見る

古代ギリシャのターレスが、琥珀をこすって羽毛が引き寄せられること(静電気)を発見し、人類初の電気の発見とされています。ボルタは、ガルバーニの「カエルの中に電気がある」という考えに疑問をもち、「2種類の金属によって電気が発生する」と考えて、証明する装置をつくりました。これがかん電池の始まりです。


15 まとめ:取り組み方のコツ

1. 「数える・数えない」を口に出して確認する 問題を解くときは、「かん電池は直列だから2個、豆電球は並列だから1個」と、声に出して数えるのが最短です。並列を数えてしまうミスが、この単元の失点の大半です。

2. 明るさはわり算、電池の持ちはセットで 明るさ=(かん電池の数)÷(豆電球の数)。そして「明るい=電池は早くなくなる/暗い=長持ち」を、必ずペアで唱えましょう。

3. 回路図は「分岐を探す」から始める 図を見たら、まず分岐があるかどうかを探します。分岐なし=直列/分岐あり=並列。つなぎ方が分かれば、あとは計算です。

4. 引っかけ表を音読する この記事の「よく出る引っかけ」の表を、テスト前日に音読しましょう。8つのうち7つは「並列は数えない」で解決できます。

最後に:電気(2)は、「覚える単元」ではなく「わり算で考える単元」です。1÷1=1、2÷1=2、1÷2=1/2、2÷2=1——この4つの式が書ければ、9パターンの明るさは全部説明できます。テスト前は、この記事の早見表と引っかけ表、クイズ10問を親子で回してみてください。本日の伴走、おつかれさまでした!

 

暗記カードでの復習法

理科の生物の単元は 分類軸が多く、覚えることがとても多い です。
そして我が子は予習シリーズを一応読むけど、なかなかすぐに頭に入らない。。すぐに忘れてしまう。。

そこで独自に作ったのが暗記カード!
市販やメルカリなどでもありましたが単元に沿ってないし、1問だけよりは関連させて覚えさせるほうが効率的だと気づき、自分で制作して使わせてみました!

これが大正解で、バッチリ点数がよくなりました!
副次的な効果として、子供が自分で取り組むようになり自走ができるように!!

お子さんにハマったら本当に最強です!

そして、さらにいろいろ改良して商品化しました!
たくさんのお子さんに愛用されています!!
→商品のページを見る



どんなカードなのか?

今回の4年生 上期 理科 第4回「電気(2)」のサンプルです。

→商品のページを見る

 

暗記カード活用のメリット

      • スキマ時間に確認できる
      • 分類軸ごとに分けて復習ができる
      • 間違えたカードを重点的に復習できる
      • 親子で クイズ形式にして楽しめる

→商品のページを見る

 

暗記カードは組分けテストにかなり効く

      • 予習シリーズ準拠の構成
      • イラスト・図入りで覚えやすい
      • 1枚に複数問 → 関連づけて覚える設計
      • 復習が苦手な子にも取り組みやすいと好評

→商品のページを見る

 

ご利用者の声

      • 「理科が苦手だったけどカードなら楽しくできた」
      • 「移動中やスキマ時間にやれるのが良い」
      • 「親子でクイズ感覚でやっていたら自然に覚えていた」


ぜひカード学習を活用してみてください!

→商品のページを見る

 

予習シリーズをクイックに理解するにはPDFファイル!

もう一つ商品のラインナップを増やしました!
こちらは、文章を読むよりも直感的、感覚的にまずは理解できるようにと
図解してわかりやすい解説ファイルを用意しました!



こちらは1つ200円で販売中!
ダウンロードして、印刷しておつかいただくイメージでセルフですのでカードよりお安く提供😀

トイレに貼るなどして使ってくれている方もいらっしゃるみたいです!


→商品のページを見る

 

 

さらに読みたい関連記事

 

ブログに戻る
RuffRuff App RuffRuff Apps by Tsun