R２年度第２回高認物理基礎大問５解説

大問５

問１【抵抗と電流】

　図のように、電圧が４Vの電源と抵抗値が５Ωと20Ωの抵抗を接続した。
回路中の点Aを流れる電流と点Bを流れる電流を求めよ。

・回路の合成抵抗は、$\dfrac{1}{\dfrac{1}{5} + \dfrac{1}{20}} = \dfrac{1}{\dfrac{4 + 1}{20}} = \dfrac{1}{\dfrac{5}{20}} = \dfrac{1}{\dfrac{1}{4}} = 4$

点Bを流れる電流は、$I = \dfrac{V}{R} = \dfrac{4}{4} = 1$（A）

点Aを流れる電流は、$\dfrac{20}{5 + 20} \times 1 = \dfrac{20}{25} = \dfrac{4}{5} = 0.8$（A）

問２【静電気】

　ともに帯電していない物体Aと物体Bをこすり合わせたら、物体Aは正（＋）に帯電した。
このとき、物体Aが正に帯電した原因を述べた文として正しいものはどれか。
・物体Aが電子の一部を失ったため。

問３【エネルギーの変換】

　あるエネルギーが、別のエネルギーに変わることをエネルギーの変換という。
・太陽光発電は、太陽から放出される光エネルギーを電気エネルギーに変換する。（正しい。○）
・火力発電は、石油やガスの燃焼による化学エネルギーを電気エネルギーに変換する。（よって、間違っている。×）
・地熱発電は、マグマなどによる熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。（よって、間違っている。×）
・風力発電は、風で回転するプロペラの運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。（よって、間違っている。×）

問４【自転車のライト用発電機（ダイナモ）】

・図のように、自転車のライト用発電機の中にはコイルと磁石が入っている。
ペダルを踏んで自転車をこぐと、車輪が回転し発電機の回転軸が回転する。
その結果、発電機内の磁石が回転し、その周囲に固定されているコイルに起電力が発生する。
このとき、発生した起電力の向きは時間とともに入れ替わるので、流れる電流は交流である。
磁石とコイルを使って起電力を発生させるのは電磁誘導という現象を利用している。

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