都立入試問題に挑戦―理科⑭

都立高校の入試問題に挑戦、今回の理科は回路の問題です。

中学2年生で学ぶ単元ですね。

オームの法則、覚えていますか？

2015年に出題された正答率45.9％の問題です。

正解は下にあります。

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豆電球が最も明るく光るのは、豆電球が消費する電力が最も大きくなるときです。

電力（ｗ）＝電圧（ｖ）×電流（Ａ）です。

問題の回路はどれも、抵抗の部分（全体）と豆電球は直列につながれています。

回路全体の電圧は抵抗の部分（全体）と豆電球の部分との合計になります。

よって、「豆電球の部分の電力を大きくする＝豆電球の部分の電圧を大きくする」ためには、抵抗の部分（全体）の電圧を最小にすればよいのです。

回路全体の抵抗を考えると、図のアは5Ω、Ｂは10Ω、Ｃは5＋10＝15Ω。

エは並列なので全体抵抗をＲとすると、1/Ｒ＝1/5＋1/10となり、Ｒ＝3.333…。

オームの法則より、電圧（ｖ）＝電流（Ａ）×抵抗（Ω）。

エの抵抗が最小なので、エの抵抗部分の電圧が最小となり、豆電球の部分の電圧が最大となります。

したがって正解はエです。

 

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