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2024栃木県立入試理科の大問3です。
電気器具の大問ですね。昔の過去問に似たような問題が出ていました。
それでは、みていきましょう。
1.最も大きな電流が流れる電気器具
電気器具にはワット数(電力)が書かれています。
パソコン 200W
電気スタンド 20W
扇風機 50W
エアコン 1000W
電力は電流と電圧の積なので
W=I×V
ですね。
電圧は100Vなので、ワット数が大きい電気器具の方が、大きな電流になるということです。
よって、最も大きな電流を流すのは1000Wのエアコンです。
このときの電流は
1000=I×100
I=10A
となります。
2.2時間ごとの消費電力が最も大きいもの
10時から18時まで、2時間に区切った中で、消費電力が最も大きい時間帯を答える問題です。
電気器具の中でずば抜けてエアコンが高いので、エアコンが入っていることは絶対です。
また、パソコンも200Wとなかなか高いので、エアコンとパソコンを同時に使っている時間帯がないか探してみましょう。
そうすると、16時~18時が該当しますね。
次に、消費した電力量を計算します。
単位はWh(ワット時)です。
つまり、1000Wのエアコンを1時間(h)使用したら、消費した電力量は
1000Whになります。
16時~18時で使用している電気器具は
パソコン 200W 2時間
扇風機 50W 1時間
エアコン 1000W 2時間
なので
200×2+50×1+1000×2
=2450Wh
になります。
3.配線
配線の様子を図にしたものです。
家庭の配線は、並列回路になっています。
もし直列回路になっていたら、何かが1つ壊れてしまったら回路ができないので、すべて消えてしまいます。そんなの、おかしいですよね。
なので、並列です。
そうすると、ウとエの図はa(パソコン)とb(電気スタンド)が直列につながっているのでおかしいです。
パソコンを消すと、電気スタンドは使えなくなってしまうのですか?そんなわけないですよね。
また、アはc(エアコン)とd(扇風機)が直列になっているのでおかしいです。
消去法でもなんとか解ける問題でした。
電気の問題は
V=RI
と
W=VI
はまず押さえておきたい所です。
これは、Tマークを書いてしまえばどちらも楽に解く事ができます。
また、直列回路の性質や並列回路の性質はパズルみたいで非常に面白いです。
電気は日常になくてはいけない非常な重要な存在です。
そこにあるのを当然と思わず、日常に関心を持つようにしましょうね。
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