R２年度第１回高認物理基礎大問５解説

大問５

　図のように、電圧が12Vの電源と抵抗値が６Ωの抵抗を用いて回路をつくった。
抵抗で消費される電力は何Wか。

・$I = \dfrac{V}{R} = \dfrac{12}{6} = 2$（A）

$P = VI = 12 \times 2 = 24$（W）

　図１、図２のように、電圧が$V$の電源と抵抗値が$R$の抵抗を用いて回路をつくった。
図１の回路中の点Xに流れる電流は、図２の回路中の点Yを流れる電流の何倍か。

・点Xに流れる電流は、$I_1 = \dfrac{V}{R}$

点Yに流れる電流は、$I_2 = \dfrac{V}{3R}$

点Xに流れる電流は、点Yを流れる電流の$\dfrac{I_1}{I_2} = \dfrac{\dfrac{V}{R}}{\dfrac{V}{3R}} = 3$倍である。

・直流は流れる電流の向きが変わらず、交流は電流の向きが周期的に変化する。（よって、間違っている。×）
・交流は変圧器を用いて簡単に電圧を変化させることができる。（正しい。○）
・交流でも直流でも、抵抗があればジュール熱が発生する。（よって、間違っている。×）

・家庭で使用している電気製品のほとんどは直流で動作するが、日本の電力会社は直流ではなく交流で送電している。（よって、間違っている。×）

【参考】

現在では交流で電力を供給しているが、交流は効率よく簡単に電圧を変化させることができるので、少ない損失で遠くに電力を送るのに便利だからである。

直流と交流には、それぞれ利点と欠点があり、海底ケーブルでは長距離を効率的に送電するために直流で送電している。

・原子核は、正の電荷をもつ陽子と電荷をもたない中性子からできていて、原子核に含まれる陽子の数により原子番号が決まる。
同じ元素の原子核であれば陽子の数は等しいが、中性子の数が異なるものがある。
これを同位体と呼ぶ。

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