図の回路で12Ωの抵抗に流れる電流I［A］はどれか。

解説

この問題は、直列接続と並列接続が混在する回路における合成抵抗の計算と、オームの法則を用いた電流の算出能力を問うものです。まず、並列接続されている24Ωと12Ωの抵抗の合成抵抗を計算します。並列抵抗の合成抵抗R_pは、1/R_p = 1/R1 + 1/R2 の式で求められ、1/R_p = 1/24 + 1/12 = 3/24 = 1/8となり、R_p = 8Ωです。次に、この合成抵抗8Ωと直列接続されている7Ωの抵抗を足し合わせることで、回路全体の合成抵抗R_totalを求めます。R_total = 8Ω + 7Ω = 15Ωです。最後に、回路全体の電圧3Vと合成抵抗15Ωを用いて、オームの法則I = V/R_totalにより電流Iを算出します。I = 3V / 15Ω = 0.2Aとなります。

選択肢ごとの解説

• 1. これは誤った計算結果です。回路全体の合成抵抗を正しく計算し、オームの法則を適用すればこの値にはなりません。正しくは：正しい計算を行うと、電流は0.2Aとなります。選びやすい理由：もし計算途中で数値を取り違えたり、並列抵抗の合成抵抗の計算を誤ったりすると、この選択肢のような誤った値になる可能性があります。混同注意：直列回路と並列回路の合成抵抗の計算方法を混同している可能性があります。
• 2. 正解。まず、並列接続された24Ωと12Ωの合成抵抗R_pを計算します。1/R_p = 1/24 + 1/12 = 1/24 + 2/24 = 3/24 = 1/8。したがってR_p = 8Ωです。この並列抵抗と直列接続された7Ωの抵抗の合計が回路全体の合成抵抗R_total = 8Ω + 7Ω = 15Ωとなります。回路全体の電圧Vは3Vなので、オームの法則V=IRより、流れる電流I = V/R_total = 3V / 15Ω = 0.2Aとなります。
• 3. これは誤った計算結果です。例えば、並列抵抗の計算を誤ったり、直列抵抗との合計を間違えたりした場合に生じる可能性があります。正しくは：正しい計算を行うと、電流は0.2Aとなります。選びやすい理由：計算ミスや、特定の抵抗値のみを見て部分的な電流を算出しようとすると、このような選択肢に誘導されることがあります。混同注意：合成抵抗の計算、特に並列部分の計算を誤っている可能性があります。
• 4. これは誤った計算結果です。回路全体の合成抵抗を正しく計算し、オームの法則を適用すればこの値にはなりません。正しくは：正しい計算を行うと、電流は0.2Aとなります。選びやすい理由：もし抵抗値の合計を単純な足し算として扱ったり、電圧を誤って解釈したりすると、この値になる可能性があります。混同注意：抵抗の直列接続と並列接続の基本的な合成抵抗の計算規則を混同している可能性があります。
• 5. これは誤った計算結果です。回路全体の合成抵抗を正しく計算し、オームの法則を適用すればこの値にはなりません。正しくは：正しい計算を行うと、電流は0.2Aとなります。選びやすい理由：計算の最終段階で端数を間違えたり、計算過程で桁を間違えたりすると、この選択肢を選んでしまうかもしれません。混同注意：オームの法則における電圧、電流、抵抗の関係性を正確に理解していない可能性があります。

国試ポイント

電気回路における直列接続と並列接続の合成抵抗の計算方法、およびオームの法則（V=IR）の適用能力が問われます。特に、並列抵抗の計算式を正確に理解しているかが重要です。

混同注意

直列抵抗の計算（単純な足し算）と並列抵抗の計算（逆数の和の逆数）を混同しやすい。また、回路全体の電流と特定の抵抗に流れる電流を混同する可能性もあります。

次に同じ論点が出たら

今後同様の問題が出題された場合は、まず回路図から直列部分と並列部分を明確に区別し、それぞれに応じた合成抵抗の計算式を正しく適用できるかを確認します。その後、回路全体の電圧と合成抵抗から、オームの法則を用いて電流を計算します。

関連知識

キルヒホッフの法則、電力の計算（P=VI=I^2R=V^2/R）、分圧・分流の法則。