みんゆう勉強室(2017.06.13)理科 電圧と電流

みんゆう勉強室、6月13日掲載の理科について解説します。電気抵抗と電流・電圧の範囲からです。電流・電圧・抵抗の関係、電力や電力量の公式は重要なので、絶対覚えましょう。


スポンサーリンク

問1

①グラフの作成

電圧と電流の表から作成するので、簡単ですね。該当する箇所に点を打ち、直線で結びます。原点を通る比例の式になります。

②抵抗をもとめる

電流・電圧・抵抗の関係から計算で求めます。
電圧=抵抗×電流でも、抵抗=電圧÷電流でもよいので、当てはまる値を代入して求めましょう。今回の問題で注意するところは電流の単位のmAをAにすることです。そうしないと正確な抵抗の値が出ません。

この問題では、電圧が2.0Vで電流は0.08Aですので抵抗は、
2.0÷0.08=25(Ω)です。

③電圧をもとめる

図1の回路は直列回路ですので、電流が回路のどの部分でも等しくなります。電熱線aの電圧が7.0Vなので、流れる電流は②より、7.0÷25=0.28(A)です。

次に、電熱線bの電圧を求めます。抵抗が35Ω、電流が0.28Aより、
35×0.28=9.8(V)

問2

図2の回路は並列回路です。部分電圧は電源の両端の電圧に等しくなります。電熱線bの電圧が1.4Vなので、流れる電流は抵抗が35Ωより、
1.4÷35=0.04(A)=40(mA)

この値を全体の値120mAから引けばよいので、
120-40=80(mA)

問3消費電力

:図1の電熱線aの電圧は、抵抗が25Ω、電流が0.18Aから、
25×0.18=4.5(V)
消費する電力は、電流×電圧より、
0.18×4.5=0.81(W)

:図1の電熱線bの電圧は、抵抗が35Ω、電流が0.18Aから、
35×0.18=6.3(V)
消費する電力は、
0.18×6.3=1.134(W)

:図2の電熱線bと電熱線c流れる電流の比は、問2よりb:c=40:80=1:2、また回路全体の電流は180(mA)なので、問3のとき電熱線b,cに流れる電流はb:c=1:2=60:120(mA)となります。

図2の電熱線bの電圧は、抵抗が35Ω、電流が60mA=0.06Aなので、
35×0.06=2.1(V)
消費する電力は、
0.06×2.1=0.126(W)

:図2の電熱線cの消費する電力は、電流が120mA=0.12A、電圧が2.1Vなので、消費する電力は、
0.12×2.1=0.252(W)

よって、最も大きい値をとるを選びます。


スポンサーリンク

  • このエントリーをはてなブックマークに追加

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です