回路
電球をショート
スイッチを閉じて電球 B をショートさせる。電球 A に全電圧がかかり、明るくなる。
電球をショート — インタラクティブな回路シミュレーション。スイッチを閉じて電球 B をショートさせる。電球 A に全電圧がかかり、明るくなる。 ブラウザで使える無料の仮想物理実験室。SI 単位のライブ測定とガイド付きチュートリアルを備えています。
枝の短絡
電球に並列なスイッチを閉じると、ほぼ0の抵抗経路でそれを迂回します。
理想的な短絡は電球Bの電圧を~0にし、電球Aは電源からより多くの電圧を受け取ってより明るく光ります。
- 短絡 ≈ 0 Ω の迂回路
- 電流は抵抗の小さい経路を好む
捜査概要
ラボを開く前に質問を計画する
このブリーフは事前レンダリングされたページを反映しています。探究の問い、競合する予測、変数の役割、支配する法則、設定、分析と発展の問いを、この順序で表示します。
運転に関する質問
2つの電球（lampA、lampB）が直列です。lampB と並列に接続したスイッチは最初開いています。閉じて lampB を0抵抗で短絡すると、lampA の明るさはどうなりますか？
検討する予測
- スイッチを閉じると lampA は暗くなります。
- lampA の明るさは変わりません。
- スイッチを閉じると lampB をバイパスし、lampA に全電流が流れて明るくなります。
可変的な役割
設定するもの：
- スイッチ状態（0 = 開、1 = 閉）
測定するもの：
- lampA 電流 I (A)
実験の進め方
- short-a-bulb プリセットを開いて Reset を押します。両電球は100 Ωで、スイッチは開いています。
- 両電球の電流読み出しを有効にします。
- スイッチ開放時の lampA 電流を記録し、閉じて再度記録します。
支配方程式
枝の短絡 — V = I·R
部品と並列の0抵抗経路は、電流が最小抵抗の道を選ぶため、その部品の代わりに電流を流します。部品を回路から実質的に除くこの状態を短絡と呼びます。
印刷用ワークシートで生徒が求めるもの
- 開放時は I = E/(2R)、E = 9 V、R = 100 Ω です。閉鎖時は lampB が0 Ωスイッチでバイパスされ、lampAだけなので I = E/R です。
- lampB と並列の0抵抗経路が全電流を流し、閉じると lampB 自身の電流が0になる理由を説明します。
実験以外での活用
- スイッチを閉じると lampA の電力は4倍になります。これは、電流が2倍になり、P = I²R がその2乗に比例するためです（switched-lamp と同じ考え方）。その追加の電力はどこから来るのでしょうか。両方のケースで電池は同じ仕事をしましたか？
- 実際のスイッチは閉じてもごく小さい非ゼロ抵抗を持ちます。lampA が明るくなるという質的結果は変わるか、数値だけが変わるか？
- AP Physics 2 — Unit 11: Electric Circuits
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 11: Electric Circuits
- IB Physics — B.5 Current and circuits
- General High School Physics — Electricity & DC circuits
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- 電球の短絡へようこそ
- 電球Aを選択
- 再生
- 電球を迂回する
- インスペクターを開く
- 完了です！
インタラクティブなシミュレーションを開いてシーンを構築し、再生ボタンを押し、リアルタイム測定とガイド付きチュートリアルで探索しましょう。