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中2理科「消費電力と発熱量の定期テスト過去問分析問題」ポイント解説付

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中2理科「消費電力と発熱量の定期テスト過去問分析問題」ポイント解説付です。

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消費電力と発熱量の定期テスト過去問分析問題

次の表は、電気器具を100Vで使った時の消費電力を示している。これについて、次の問いに答えなさい。

電気器具 消費電力【W】
蛍光灯スタンド 30
電気ポット 1200
ノートパソコン 80
テレビ 200
CDラジカセ 30
エアコン 1500

(1)蛍光灯スタンド、電気ポット、ノートパソコンを100Vのコンセントにつないで同時に使用すると消費電力は何kWになるか求めなさい。

(2)表で流れる電流がもっとも強い電気器具はどれか求めなさい。

(3)電気ポットに1分間電流を流した時に発生する熱量は何Jか求めなさい。

消費電力と発熱量の定期テスト過去問分析問題の解答・解説

(1)1.31kW

(2)エアコン
消費電力は、電流が強いほど大きい。

■ 電力
電気がもつエネルギーを電気エネルギーといい、1秒あたりに消費する電気エネルギーを電力といいます。
家庭の電気配線は、並列つなぎのため、すべての電器器具の同じ電力(100V)が加わります。電力の表示では、100V-40Wなどとあれば、100Vの電源につないだときに40Wの電力を消費することを示しています。

(3)72000J

■ 電力の求め方
電力(W)=電圧(V)×電流(A)
1000W=1kW
電流の発熱についても大事です。
■ 電力量の求め方
電力(J)=電力(W)×時間(s)
電力の単位は、ジュール(J)で1Wの電力を1秒間使った時の電力量が1Jとなります。
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発熱量のポイント

電熱線の発熱量を決めるのは、電流・電圧・時間の3つ。熱量は、電熱線から発生した熱の量や、一定量の水の温度上昇で表されます。熱量は、電流を流した時間と電力の大きさに比例します。熱量の単位には[J]ジュールや[cal]カロリーがあります。[J]ジュールは電力量で登場した[J]と同じです。

  • 電流の発熱作用…電熱線(ニクロム線)に電流を流すと熱が発生する。
  • ジュールの法則…電流に発熱量は電流、電圧、時間のそれぞれに比例する。発熱量(記号Q)の大きさは、電流、電圧、時間の積で表される。単位はJ(ジュール)。<1Vの電圧で1Aの電流が流れた時、1秒間に発生する熱量が1J>
  • 熱量[J]=電力[W]×使用した秒[s]

熱量と温度

1gの水を1℃上昇させるのに必要な熱量は4.2J。熱量の単位として、cal(カロリー)を使われる。

  • (水が得た)熱量[J]=水の質量[g]×上昇温度[℃]×4.2

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