中2 理科 ／ 物理 ／ s2-02

更新 2026-09-12

電力・電力量・発熱量

この単元でできるようになること

入試での位置づけ

電力は s2-01 のオームの法則と組み合わせて、**「電熱線で水を温める実験」**として公立入試で頻出です。「電力が大きいほど、時間が長いほど水温の上がり方が大きい」というグラフの読み取りと、W・J・Wh の単位換算が問われます。

1. 電力

まずここだけ

電力 P [W] = 電圧 V [V] × 電流 I [A]（1 秒間に使う電気エネルギー）

V = RI を使うと P = RI² = V²/R とも書ける。

100 V で 5 A → 500 W 「100 V − 500 W」の電気ポット → 電流 500 ÷ 100 = 5 A、抵抗 100 ÷ 5 = 20 Ω 「100 V − 40 W」の電球 → 電流 0.4 A、抵抗 250 Ω（抵抗が大きいほど電力は小さい）

表示は「その電圧で使ったときの電力」。50 V で使えば電流も電圧も半分になり、電力は 1/4。

2. 電力量

まずここだけ

電力量 [J] = 電力 [W] × 時間 [s]（使った電気エネルギーの総量）

家庭では Wh、kWh を使う：電力量 [Wh] = 電力 [W] × 時間 [h]、1 kWh = 1000 Wh。

単位換算
1 J = 1 W × 1 s
1 Wh = 3600 J1 W × 3600 s
1 kWh = 1000 Wh = 3,600,000 J

500 W を 3 分（180 秒）→ 500 × 180 = 90,000 J 1000 W を 2 時間 → 2000 Wh = 2 kWh 1 kWh 30 円なら 60 円

3. 発熱量

まずここだけ

電熱線で発生する熱量（発熱量）も Q [J] = 電力 [W] × 時間 [s]。

水の温まり方：水 1 g の温度を 1 ℃ 上げるのに約 4.2 J（教科書・問題文で与えられる）。 上昇温度 ∝ 電力 × 時間 ÷ 水の質量

4 W の電熱線で 100 g の水を 5 分（300 s）温める：発熱量 4 × 300 = 1200 J。すべて水に伝わると 1200 ÷ (4.2 × 100) ≒ 2.9 ℃ 上昇（実際は熱が逃げるので少し小さい）

実験の読み取り

同じ水の量・同じ時間なら、電力が大きい電熱線ほど水温の上昇が大きい（比例）。同じ電熱線なら、時間に比例して水温が上がる。 「6 V − 6 W」「6 V − 9 W」「6 V − 18 W」の電熱線を 6 V で使うと、上昇温度の比は 6 : 9 : 18 = 1 : 1.5 : 3。

4. 家庭の電気

ここまでできれば十分

100 W の電球を 1 日 5 時間、30 日使う：100 × 5 × 30 = 15,000 Wh = 15 kWh。30 円/kWh なら 450 円。

5. よくある間違い

6. 自己チェック

  1. P = VI、表示の W から電流 = W ÷ V
  2. 電力量 J = W × 秒、Wh = W × 時間、1 kWh = 1000 Wh
  3. 発熱量 = 電力 × 時間。水温上昇は電力・時間に比例、水の量に反比例
  4. 家庭は並列で 100 V。電流の合計でブレーカー
  5. 直列の 2 電球は抵抗の大きいほうが明るい

7. 小テストへ

→ 小テスト（s2-02）

関連する単元

参考資料

このページの小テスト ── 間違えても、同じ型の別の問題でやり直せます。レベルを選んでそのまま始められます。
基礎から標準から発展から

受験のしらべ ／ https://juken-shirabe.pages.dev/koko/science/s2-02/ ／ 更新 2026-09-12