2015年 聖光学院の問題です。
同じ豆電球と、同じ電熱線をいくつか使って、［実験1］～［実験7］をおこないました。電源が豆電球や電熱線に電流を流すはたらきを電圧といい、電圧の単位には〔ボルト〕を使います。
また、豆電球や電熱線に1〔アンペア〕の電流を流すのに必要な電圧の値を「抵抗値」といい、〔ボルト／アンペア〕という単位を使うことにします。抵抗値は、その値が小さいほど、電流が流れやすいことを表しています。あとの（1）～（10）の問いに答えなさい。
［実験1］ 図1のような回路をつくり、電源の電圧をいろいろと変えたときの豆電球に流れる電流を調べると、図2のような結果になりました。
（1） 図2からわかることを、次の（ア）～（エ）の中から1つ選び、記号で答えなさい。
（ア） 流れる電流は電源の電圧に反比例する。
（イ） 豆電球の抵抗値は一定である。
（ウ） （流れる電流）＝（抵抗値）×（電源の電圧）の関係が成り立つ。
（エ） 電源の電圧が高いほど電流は流れにくくなる。
［実験2］ 図3のように、2個の豆電球をつなぎ、電源の電圧を4〔ボルト〕にして、豆電球に流れる一電流を調べました。
（2） 豆電球に流れる電流は何〔アンペア〕ですか。
［実験3］ 図4のように、3個の豆電球をつなぎ、電源の電圧をある値にして、豆電球に流れる電流を調べると、豆電球Aに流れる電流は0.15〔アンペア〕でした。
（3） 電源の電圧は何〔ボルト〕ですか。
［実験4］ 図5のような回路をつくり、電源の電圧をいろいろと変えたときの電熱線に流れる電流を調べると、図6のような結果になりました。
（4） 図6から、電熱線にはどのような性質があることがわかりますか。最も適したものを、次の（ア）～（オ）の中から1つ選び、記号で答えなさい。
（ア） 電圧が高い方が、電熱線の温度が上昇するので、抵抗値は小さい。
（イ） 電圧が高い方が、電流を流すはたらきが強くなるので、抵抗値は小さい。
（ウ） 電圧を2〔ボルト〕から4〔ボルト〕に増やしたときの、電熱線に流れる電流の増加量は、電圧を7〔ボルト〕から9〔ボルト〕に増やしたときの、電熱線に流れる電流の増加量より小さい。
（エ） 電熱線に流れる電流を0〔アンペア〕から0.1〔アンペア〕に増やしたときの、電圧の増加量は、電流を0.5〔アンペア〕から0.6〔アンペア〕に増やしたときの、電圧の増加量より小さい。
（オ） 電圧が14〔ボルト〕のときの抵抗値は、電流が0、3〔アンペア〕のときの抵抗値より小さい。
［実験5］図7・図8のように、2個の電熱線をつなぎ、電源の電圧を6〔ボルト〕にして、それぞれの電熱線に流れる電流を調べました。
（5） 図7の回路で、電熱線Aに流れる電流は何〔アンペア〕ですか。
（6） 図8の回路で、電熱線Bの抵抗値は何〔ボルト／アンペア〕ですか。ただし、答えが割りきれない場合は、小数第2位を四捨五入して小数第1位まで答えなさい。
［実験6］ 図9のように、4個の電熱線をつなぎ、電源の電圧をある値にして、それぞれの電熱線に流れる電流を調べました。電熱線Cの抵抗値を計算したら、15〔ボルト/アンペア〕でした。
（7） 電熱線Cに流れる電流は何〔アンペア〕ですか。
（8） 電源の電圧は何〔ボルト〕ですか。
［実験7］ 図10のように、豆電球と電熱線をつなぎ、電源の電圧を17〔ボルト〕にして、豆電球と電熱線に流れる電流を調べました。また、図11は、図2と図6の結果をまとめて描いたものです。
（9） 豆電球と電熱線には同じ電流が流れていました。豆電球に流れる電流は何〔アンペア〕ですか。
（10） 電熱線の抵抗値は何〔ボルト／アンペア〕ですか。ただし、答えが割りきれない場合は、小数第2位を四捨五入して小数第1位まで答えなさい。
【解説と解答】
（１）電圧が2倍になれば、電圧も2倍ですから、正比例になっています。したがって電圧÷電流は一定です。この値が2÷0.1＝20になっています。
（答え）イ
（２）抵抗が2倍になったので、流れる電流は半分になりますから、図2から0.2÷2＝0.1Aです。
（答え）0.1A
（３）豆電球が並列の部分は豆電球0.5個と同じ抵抗になるので、全体としては1.5個分です。したがって抵抗は30になります。
豆電球Aに流れている電流が0.15Aですから、全体は0.15×2＝0.3Aなので、
30×0.3＝9Vです。
（答え）9V
（４）図から電熱線に流れる電流を0〔アンペア〕から0.1〔アンペア〕に増やしたときの、電圧の増加量は、電流を0.5〔アンペア〕から0.6〔アンペア〕に増やしたときの、電圧の増加量より小さいことがわかります。
（答え）エ
（５）両方に6Vの電圧がかかるので、Aはグラフから0.55Aです。
（答え）0.55A
（６）直列に電熱線が並んでいるので、1つには6÷2＝3Vの電圧なので、グラフから流れる電流は0.45A
3÷0.45≒6.7になります。
（答え）6.7
（７）グラフから電圧÷電流が15の場所を探すと、電圧が9、電流が0.6のところが該当します。
したがって電流は0.6Aです。
（答え）0.6A
（８）左側に3つの抵抗があるので、この抵抗は5になるからグラフから電圧が1、電流が0.2になるので電圧は
9＋1＝10です
（答え）10V
（９）グラフから同じ電流で電熱線の電圧と電球の電圧の和が17になるところをさがします。
0.55Aのときに、電球が11V、電熱線が6Vになるので、この値です。
（答え）0.55A
（10）電熱線は6Vで0.55Aですから、6÷0.55＝10.9です。
（答え）10.9
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