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電気に関する問題

2023年早稲田中学の問題です。

回路や電気の利用について、以下の問いに答えなさい。

問１　次の回路の中で、乾電池が並列に接続されているものを全て選び、記号で答えよ。

問２　図１のように、異なる種類の豆電球Ｐ、Ｑを乾電池に接続した。ＱはＰに比べて明るかった。次のＡさんからＥさんの発言の中で正しいものを１つ選び、Ａ～Ｅの記号で答えよ。

Ａさん「Ｑの方が明るいから、Ｑに流れる電流はＰより大きいよ」
Ｂさん「Ｑの方が乾電池に近いから、Ｑに流れる電流はＰより大きいよ」
Ｃさん「Pで電流が消費されるから、Ｑに流れる電流はＰより小さいよ」
Ｄさん「Pで電流が消費されるけど、Ｑに流れる電流はＰより大きいよ」
Ｅさん「Qの方が明るいけど、Qに流れる電流はＰと同じだよ」

問３　図１の回路に導線１本を加えてＰだけを光らせるには、どのように接続すればよいか。解答欄の回路図に導線を描き加えよ。
(解答欄）

問４，わたしたちは電気を光、熱、音、運動などに変化させて生活を豊かにしている。次のア～ケの中で電気を主に光に変化させて使用しているものと、主に熱に変化させて使用しているものをそれぞれ２つ選び、記号で答えよ。
ア　アイロン　　イ　液晶画面　　ウ　ＬＥＤ電球　　　　工　扇風機　　　オ　スピーカー
カ　掃除機　　　キ　電気自動車　　ク　電気ストーブ　　ケ　モーター

問５　電気をためるものとして、モバイルバッテリーなどの暴電池が用いられている。完全に蜜電された2000mAh（ミリアンペア時）の蓄電池は、100mAの電流なら20時間流すことができ、4000mAの電流なら30分間流すことができる。完全に充電された2000mA11の蓄電池を小型扇風機に接続して、表に示すような風の強さで使用する場合を考える。

（1）強風で連続使用したとき、小型扇風機に流れる電流は何ｍＡか。
（2）全ての風の強さ（弱風、中風、強風）で同じ時間ずつ使用したら、ちょうど蓄電池の残量がなくなった。このとき、小型扇風機を弱風で使用した時間は何時間何分か。

【解説と解答】
問１　問題の条件は乾電池が並列ですから、ア、イ、エです。
（答え）ア、イ、エ

問２　図１のようにPとQを直列につないだ場合、流れる電流は同じになります。
（答え）E

問３　Qをショートさせるとよいので、図のようになります。
（答え）

問４
光は、液晶画面とLED、熱はアイロンと電気ストーブです。
（答え）光　イ、ウ　　熱　ア、ク

問５
（１）2000mAhで200分ですから、1分に10mAなので、1時間では600mA。
（答え）600mA
（２）中風は2000÷５＝400mA 弱風は2000÷10＝200mA
したがって全部で600＋400＋200＝1200になるので、2000÷1200＝1&2/3時間＝1時間40分
（答え）1時間40分

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