【富山県立高校入試・理科対策】電流・抵抗・電気エネルギー
富山県立高校入試の理科では、回路図や表を読み取り、オームの法則、電流計の使い方、電力量を組み合わせて考える問題が出題されます。この記事では、計算と器具の選び方をあわせて確認します。
この記事では、実際の過去問をそのまま掲載するのではなく、過去数年分の出題傾向をもとに、当塾が独自に作成した予想問題・類題を紹介しています。
問題
抵抗器Rに加える電圧を変え、流れる電流を調べた。表1はその結果である。また、別の実験で電気器具の消費電力と家庭用コンセントの定格について考えた。
表1 抵抗器Rに加えた電圧と流れた電流
| 電圧〔V〕 | 2.0 | 4.0 | 6.0 |
|---|---|---|---|
| 電流〔A〕 | 0.10 | 0.20 | 0.30 |
問1 表1から、抵抗器Rの抵抗は何Ωか。
問2 電流計には、5A、500mA、50mAの端子がある。0.30A程度の電流を測るとき、使う端子として最も適切なものを書きなさい。また、電流が電流計の＋端子から入り、−端子から出るようにつなぐのはなぜか、簡単に書きなさい。
問3 6.0Vの電圧を加えて0.50Aの電流が流れている電熱線に、300秒間電流を流した。このとき発生する熱量は何Jか。
家庭用コンセントは100Vで、1つのコンセントから流せる電流は15Aまでである。次の電気器具を同時に使うことを考える。
表2 電気器具の消費電力
| 電気器具 | 消費電力 |
|---|---|
| 電気ストーブ | 900W |
| ドライヤー | 700W |
| 照明 | 60W |
| 小型扇風機 | 40W |
問4 電気ストーブと同時に使うと、定格をこえる電気器具を1つ選んで書きなさい。
問5 電気ストーブを2時間使ったときの電力量は何kWhか。
解答
| 問 | 答え |
|---|---|
| 問1 | 20Ω |
| 問2 | 500mA端子。針を正しい向きに振らせ、電流の大きさを正しく読むため。 |
| 問3 | 900J |
| 問4 | ドライヤー |
| 問5 | 1.8kWh |
解説
問1は、抵抗＝電圧÷電流です。6.0÷0.30＝20Ωです。
問2は、0.30A＝300mAなので、50mA端子では測定範囲をこえます。5A端子でも測れますが、0.30A程度の電流を読むには500mA端子が最も適切です。電流計は、電流が＋端子から入り、−端子から出る向きにつなぐ必要があります。
問3は、熱量＝電圧×電流×時間です。6.0×0.50×300＝900Jです。
問4は、100Vで15Aまでなので、使える電力の上限は100×15＝1500Wです。電気ストーブ900Wとドライヤー700Wを同時に使うと1600Wになり、定格をこえます。
問5は、900W＝0.9kWです。0.9kW×2時間＝1.8kWhです。
学習ポイント
- オームの法則は、V＝RI、R＝V÷Iの形で使えるようにする。
- 電流の大きさが分からないときは大きい端子から使い、電流の大きさが分かっているときは、測定範囲をこえない中で読み取りやすい端子を選ぶ。
- 電力量はkWhで問われることがあるため、WをkWに直す。
※本記事は、過去問分析をもとに当塾が作成した学習用コンテンツです。出題傾向の分析・整理にはAIも活用しています。
