小テスト ／ s2-02

電力・電力量・発熱量

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電力・電力量・発熱量 ── 問題

基礎

  1. 12 V の電圧で 0.9 A の電流が流れている電熱線の電力は何 W ですか。
  2. 「100 V − 1200 W」と表示された電気器具を 100 V で使うとき、流れる電流は何 A ですか。
  3. 「100 V − 2000 W」と表示された電気器具の抵抗は何 Ω ですか。
  4. 12 W の電熱線に 7 分間電流を流したときの発熱量は何 J ですか。
  5. 1200 W の電気器具を 9 時間使ったときの電力量は何 kWh ですか。
  6. 1 Wh は何 J ですか。　（ア 3600 J　イ 60 J　ウ 1000 J　エ 1 J）

標準

  1. 6 W の電熱線で 50 g の水を 7 分間温めた。発生した熱がすべて水に伝わったとすると、水の温度は何 ℃ 上がりますか。水 1 g を 1 ℃ 上げるのに 4.2 J 必要とする。
  2. 「6 V − 2 W」「6 V − 6 W」「6 V − 8 W」の 3 本の電熱線をそれぞれ 6 V で同じ時間使い、同じ量の水を温めた。水の上昇温度の比（A : B : C）はどれですか。　（ア 1 : 3 : 4　イ 1 : 1 : 1　ウ 4 : 3 : 1　エ 1 : 9 : 16）
  3. 500 W の電気器具を 1 日 8 時間、10 日間使った。電気料金を 1 kWh あたり 40 円とすると、料金は何円ですか。
  4. 「100 V − 500 W」の器具を 50 V で使ったときの電力はどれですか（抵抗は変わらないとする）。　（ア 125 W　イ 250 W　ウ 500 W　エ 1000 W）
  5. 「100 V − 40 W」と「100 V − 100 W」の電球を直列につないで 100 V の電源につないだ。明るいのはどちらですか。　（ア 40 W の電球　イ 100 W の電球　ウ 同じ明るさ　エ どちらも点かない）

発展

  1. 20 A のブレーカーがついた回路（100 V）で、1200 W のドライヤーと 1000 W の電子レンジを同時に使うとどうなりますか。　（ア 合計 22 A でブレーカーが落ちる　イ 合計 2.2 A で問題ない　ウ 合計 20 A でぎりぎり使える　エ 電圧が下がって使える）
  2. 6 W の電熱線で 100 g の水を 5 分温めたところ、水温は 4.0 ℃ 上がった。発熱量のうち水に伝わった割合に最も近いものはどれですか（4.2 J/(g·℃)）。　（ア 約 93%　イ 約 50%　ウ 約 100%　エ 約 70%）

電力・電力量・発熱量 ── 解答

基礎

  1. 10.8　P = VI = 12 × 0.9 = 10.8 W。
  2. 12　I = P ÷ V = 1200 ÷ 100 = 12 A。
  3. 5　電流 = 2000 ÷ 100 = 20 A。R = V ÷ I = 100 ÷ 20 = 5 Ω。
  4. 5040　7 分 = 420 秒。Q = 電力 × 時間 = 12 × 420 = 5040 J。
  5. 10.8　電力量 = 1200 W × 9 h = 10800 Wh = 10.8 kWh。
  6. ア　3600 J　1 W × 3600 秒。

標準

  1. 12　発熱量 = 6 × 420 = 2520 J。上昇温度 = 2520 ÷ (4.2 × 50) = 12 ℃。
  2. ア　1 : 3 : 4　上昇温度は電力に比例。2 : 6 : 8 を簡単にして 1 : 3 : 4。
  3. 1600　電力量 = 500 × 8 × 10 = 40000 Wh = 40 kWh。× 40 円 = 1600 円。
  4. ア　125 W　抵抗 20 Ω。50 V では電流 2.5 A、電力 50 × 2.5 = 125 W（電圧半分 → 電力 1/4）。
  5. ア　40 W の電球　直列では電流が同じ。抵抗の大きい 40 W（250 Ω）のほうに大きい電圧がかかり、電力も大きい。

発展

  1. ア　合計 22 A でブレーカーが落ちる　12 A + 10 A = 22 A > 20 A。家庭は並列なので電流が足し合わさる。
  2. ア　約 93%　発熱量 6 × 300 = 1800 J。水が受け取った熱 4.2 × 100 × 4.0 = 1680 J。1680/1800 ≒ 0.93。

受験のしらべ ／ https://juken-shirabe.pages.dev/koko/science/s2-02/test/ ／ 問題は毎回の表示で数が変わります。印刷したものはその一例です。

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