２．応用編
繰り返しになりますが、電圧の考え方は「おまけ」であり、中学受験で必要なわけではありません。深く理解したい子どもや、教科書の説明で納得していない子どもに、試しに教えてみてもいいかもしれません。ただし、算数の比の単元を理解していることが前提になります。また、電流と電圧は混同しやすいので、中途半端な理解になるようであれば、電圧のことを忘れるようにアドバイスしましょう。
（１）直列と並列
電流と電圧の基本から、ひとことで言えば、
直列つなぎ：電流が一定で電圧をわけあうつなぎ方
並列つなぎ：電圧が一定で電流をわけあつつなぎ方
です。予シリのように「豆電球を直列にすると長さが増え、抵抗が増えるので、電流が減る」などと考えても良いですが、ここでは、わざわざ、電流と電圧の基本と対称性により説明します。
（ａ）豆電球の直列つなぎ
その１）電圧からの説明
・電池の＋極の電圧を１、－極の電圧を０とします。
・配線で電圧は変わらないので、左の豆電球の左端の電圧は1、
右の豆電球の右端の電圧は0になります。
・左の豆電球の右端、右の豆電球の左端の電圧は同じ配線で
つながっているので等しくなります。
２つの豆電球は同じものなので、ここの電圧は1/2になり、
左右の豆電球の両端の電圧の差は共に1/2となります。
・従って、どちらの前電球にも1/2の電流が流れます。
・分岐が無いので、電池の付近にも1/2の電流が流れます。
緑（→付き）が電流、下線付きが電圧
その２）電流からの説明
・分岐がないので電流はどこでも等しくなります。この値を仮に1とします。
・－極の電圧を0とすると、右の豆電球の右端の電圧も0になります。
・右の豆電球の両端の電圧差は、仮の電流が1で抵抗も1なので1になります。
・従って、右の豆電球の左端の電圧は1になります。
・左の豆電球の右端の電圧はこの1に等しく、左端の電圧は2になります。
・電池の＋極の電圧は左の豆電球の左端に等しいので2となります。
・電池の電圧差本来１なので、全体を2で割って、電圧差が１になるように調整します。
・結局、左右の豆電球、及び電池に流れる電流1/2となります。
小学生向きにまわりくどく書いていますが、電流からの説明が一般的と思います。
（中学生であれば、I（R1＋R2)＝Vから電流を求めます）
（ｂ）豆電球の並列つなぎ
その１）電圧からの説明
・電池の＋極の電圧を１、－極の電圧を０とします。
・配線で電圧は変わらないので、左の分岐の電圧は１、右の分岐の電圧は０になります。
・従って、どちらの豆電球もその両端の電圧差は１になります。
・豆電球の抵抗は１なので、豆電球に流れる電流は１になります。
・分岐で電流は足されるので、電池の付近での電流は２になります。
その２）電流からの説明（図は省略）
・２つの豆電球は同じですから、同じ電流が流れます。これを仮に１とします。
・電池の－極の電圧を０とします。
・上（あるいは下）の豆電球の両端の電圧差は、仮の電流が1で抵抗も1なので1になります。
・従って、上（あるいは下）の豆電球の左端の電圧は1になります。
・電池の＋極の電圧は豆電球の左端の電圧と等しく、１となります。
・電池の電圧差が１となりましたから、調整は不要で、豆電球に流れる電流は１になります。
・分岐で電流は足されるので、電池の付近での電流は２になります。
並列つなぎは電圧で考えたほうがわかりやすいですね。また、並列つなぎにおいて豆電球は別々に電池につながっていると考えてよいのは電圧が分岐しても変わらないという性質があるからです。
（ｃ）電池の直列つなぎ
電池に関しては電流で考えるのは遠回りなので、電圧のみで考えます。
・右の電池の＋極の電圧を１、－極の電圧を０とします。
・左の電池の－極は右の電池の＋極とつながっているので、その電圧は１となります。
・左の電池の＋極の電圧は電池の＋極と－極の電圧差が１なので、２となります。
・配線上で電圧は変わらないので、豆電球の左端の電圧は２、右端の電圧は０となります。
・豆電球の両端の電圧差は２なので、電流は２となります。
・分岐がないので、各電池の付近でも電流は２となります。
（ｄ）電池の並列つなぎ
・上の電池の＋極の電圧を１、－極の電圧を０とします。
・２つの電池は＋極同士、－極同士がつながっているので、下の電池の＋極の電圧は１、
－極の電圧は０となります。
・配線上で電圧は変わらないので、豆電球の左端の電圧は１、右端の電圧は０となります。
・豆電球の両端の電圧差は１なので、豆電球に流れる電流は１となります。
・電池のところで配線は２本に分岐しているので、各電池の付近での電流は１／２となります。
（ｅ）豆電球と電池のつなぎ方の組み合わせ
同様にして、（ａ）から（ｄ）を組み合わせた回路（予習シリーズ４年下参照）で、各部分での電圧や電流を求めることができます。下の表に（＠豆電球、＠電池）として電流をまとめました。豆電球の明るさは豆電球に流れる電流を比較すれば良いので、最も明るいのは豆電球が１個（または、豆電球２個並列）で電池２個直列の場合であることがわかります。また、電池の消耗は電池に流れる電流で比較できますので、豆電球２個並列と電池２個直列の組み合わせが最も早く電池が消耗します。
注：ここで述べた電流の算出では豆電球の抵抗が温度に依存し、この温度が電流が大きくなると上昇することを無視しています。実際に実験すると、電池１個豆電球２個直列の電流は１／２にはなりません。
応用編つづく