理科の予想問題「電力と発熱」

電力（消費電力）とは何か。次のア〜エから最も適切な説明を1つ選びなさい。

電力を求める式として正しいものを、次のア〜エから1つ選びなさい。

6Vの電圧で2Aの電流が流れる電気器具の電力は何Wか。

100Vの電源につないで4Aの電流が流れる電気ポットがある。この電気ポットの電力は何Wか。

「1200W　100V」と表示されているヘアドライヤーがある。このヘアドライヤーを100Vの電源で使用したとき、流れる電流は何Aか。

抵抗の値が20Ωの電熱線に100Vの電圧を加えたとき、この電熱線の電力は何Wか。

同じ電圧で使用したとき、「600W」の電気器具Aと「1200W」の電気器具Bを比べると、単位時間あたりに消費する電気エネルギーが大きいのはどちらか。理由も含めて簡潔に説明しなさい。

電力量とは何か。次のア〜エから最も適切な説明を1つ選びなさい。

電力量を求める式として正しいものを、次のア〜エから1つ選びなさい。

800Wの電気ケトルを5分間使用したときの電力量は何Jか。

1000Wの電気ストーブを10分間使用した。このときの電力量は何Jか。

電力量の単位には「Wh（ワット時）」も使われる。1200Wの電気器具を30分間使用したときの電力量は何Whか。

1kWh（キロワット時）は何Jか。次のア〜エから最も適切なものを1つ選びなさい。

電流によって熱が発生する現象を利用した電気器具の例として適切でないものを、次のア〜エから1つ選びなさい。

電流によって発生する熱の量を何というか。

電熱線から発生する発熱量は、電力と時間からどのように求められるか。式で答えなさい。

6Vの電圧で1.5Aの電流が流れる電熱線を4分間水中で使用した。このとき発生する発熱量は何Jか。

抵抗の値が5Ωの電熱線に3Aの電流を2分間流した。このとき発生する発熱量は何Jか。

水に電熱線を入れて電流を流すと水の温度が上昇する実験で、電熱線の消費電力を大きくすると、同じ時間で発生する発熱量はどうなるか。簡潔に説明しなさい。

水100gに6Wの電熱線を入れて5分間電流を流したところ、水の温度が3.0℃上昇した。この実験で電熱線が発生した発熱量は何Jか。

問20の実験について、水1gの温度を1℃上げるのに必要な熱量を4.2Jとすると、実際に水の温度上昇に使われた熱量は何Jか。小数第1位まで求めなさい。また、電熱線が発生した発熱量（1800J）と比べて、水の温度上昇に使われた熱量が小さくなる理由を簡潔に説明しなさい。

電熱線が発生する発熱量を、電流と抵抗を使って表す式として正しいものを、次のア〜エから1つ選びなさい。

抵抗の値が異なる電熱線A（10Ω）と電熱線B（20Ω）を直列につなぎ、同じ大きさの電流を流した。同じ時間電流を流したとき、発生する発熱量が大きいのはどちらの電熱線か。理由も含めて説明しなさい。

抵抗の値が同じ電熱線A・Bを並列につなぎ、電源につないで同じ時間電流を流した。電熱線A・Bにかかる電圧の大きさの関係と、それぞれで発生する発熱量の大きさの関係を簡潔に説明しなさい。

電気ポットが電気エネルギーを利用して水を温めるとき、電気エネルギーは主に何というエネルギーに変換されているか。

LED照明は、白熱電球に比べて同じ明るさを得るのに必要な電力が小さいことが知られている。これは、電気エネルギーが光エネルギーに変換される割合（効率）について、LED照明にはどのような特徴があるからだと考えられるか。簡潔に説明しなさい。

家庭のコンセントに複数の電気器具を同時につなぐとき、コンセントにつながる配線に大きな電流が流れすぎると危険な理由として最も適切なものを、次のア〜エから1つ選びなさい。

「電力（消費電力）が同じであれば、電気器具を使用する時間が長いほど、消費する電力量は大きくなる」という文の正誤を判断し、理由を簡潔に説明しなさい。

「500W　100V」と表示された電気ストーブを、正しい電圧（100V）で1時間使用したときの電力量は何Whか。また、それは何kWhか。

1kWhあたりの電気料金が30円だとすると、問29の電気ストーブを1時間使用したときの電気料金は何円か。

「1000W　100V」と表示された電気ケトルと、「800W　100V」と表示された電気ケトルがある。同じ量の水を同じ温度まで加熱するのにかかる時間を比べると、どちらが短い時間で加熱できると考えられるか。理由も含めて説明しなさい。ただし、発生した熱はすべて水の温度上昇に使われるものとする。

抵抗の値が10Ωの電熱線に、100Vの電圧を加えて10分間使用した。このとき発生する発熱量は何Jか。また、それは何kJか。

電熱線に電流を流す実験で、電流を流す前と後で電熱線自体の抵抗の値はどのように変化することが多いか。次のア〜エから最も適切なものを1つ選びなさい。

電熱線を用いて水を加熱する実験を行うとき、水の温度をなるべく均一にするために行う操作として適切なものを、次のア〜エから1つ選びなさい。

水200gに8Wの電熱線を入れて電流を流したところ、5分間で水の温度が2.1℃上昇した。水1gの温度を1℃上げるのに必要な熱量を4.2Jとして、この実験で水の温度上昇に使われた熱量は何Jか。また、電熱線が発生した発熱量に対して、水の温度上昇に使われた熱量の割合（百分率）は何％か。

同じ電熱線を使って、水の量を2倍に増やして同じ時間だけ電流を流した場合、水の温度上昇のしかたはどのように変化すると考えられるか。理由も含めて簡潔に説明しなさい。ただし、電熱線から発生する熱量は水の量に関係なく一定であるとする。

次の文中の（　）に当てはまる語句を答えなさい。「電流を流したときに電気エネルギーがすべて熱エネルギーに変わると考えると、発生する熱量は電力と時間の積で求められる。この関係を（　）の法則という。」

電力の単位であるワット（W）は、他の物理量の単位を使ってどのように表されるか。次のア〜エから最も適切なものを1つ選びなさい。

抵抗の値が15Ωの電熱線Xと、抵抗の値が30Ωの電熱線Yを並列につなぎ、両端に30Vの電圧を加えた。このとき、電熱線Xと電熱線Yそれぞれで消費される電力を求め、どちらの発熱量が大きいか答えなさい（同じ時間電流を流したものとする）。

【記述】家庭で電気ストーブと電気ケトルを同時に使用したところ、ブレーカーが落ちて電気が使えなくなった。これはなぜ起こると考えられるか。「電流」という語句を用いて、その理由を簡潔に説明しなさい。