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Question 1身近な物理現象（光・音・力と圧力）

鏡に光が当たって反射した。鏡の面に対する垂線（法線）と入射光のなす角が30°であるとき、反射角はいくらか。

  1. 90°
  2. 30° Correct answer.
  3. 60°
  4. 150°

Explanation

光の反射では、入射角と反射角は法線に対して常に等しくなる（反射の法則）。入射角が30°なので反射角も30°である。鏡の面と入射光のなす角は60°になるが、これを反射角と混同しないこと。

Question 2身近な物理現象（光・音・力と圧力）

ギターの弦を強く張ると、同じ長さの弦をはじいたときの音はどうなるか。

  1. 高くなる Correct answer.
  2. 低くなる
  3. 小さくなる
  4. 大きくなる

Explanation

音の高さは振動数で決まり、振動数が大きいほど高い音になる。弦の張力を強くすると弦は速く振動して振動数が増えるため、音は高くなる。音の大小（強弱）は振幅の大きさで決まるので区別する。

Question 3身近な物理現象（光・音・力と圧力）

面積0.50m²の面に、面に垂直に100Nの力を加えた。この面が受ける圧力は何Paか。

  1. 500 Pa
  2. 100 Pa
  3. 200 Pa Correct answer.
  4. 50 Pa

Explanation

圧力は「面に垂直にはたらく力の大きさ÷力がはたらく面積」で求められる。100N÷0.50m²＝200Paとなる。同じ力でも面積が小さいほど圧力は大きくなる。

Question 4身近な物理現象（光・音・力と圧力）

水中にある物体が、実際の位置より浅いところにあるように見えるのはなぜか。

  1. 光が水中では空気中より速く進むため、物体が実際より大きく見えるから
  2. 水中から出た光が水面で反射し、物体の位置に像ができるから
  3. 水と空気の境界で光が屈折し、屈折角が入射角より小さくなるから
  4. 水と空気の境界で光が屈折し、屈折角が入射角より大きくなるから Correct answer.

Explanation

水中から空気中へ光が出るとき、光は境界面の法線から遠ざかるように屈折するので、屈折角は入射角より大きくなる。目は光が直進してきたと錯覚して光の方向を延長するため、物体は実際より浅い位置に見える。

Question 5身近な物理現象（光・音・力と圧力）

焦点距離10cmの凸レンズの前方30cmの位置に物体を置いた。スクリーン上にはっきりした像ができる位置は、レンズの後方何cmか。

  1. 30cm
  2. 10cm
  3. 20cm
  4. 15cm Correct answer.

Explanation

凸レンズでは1/f＝1/a＋1/bの関係が成り立つ。f＝10cm、a＝30cmを代入すると1/b＝1/10−1/30＝1/15となり、b＝15cmである。焦点距離の2倍より遠くに物体を置くと、像は焦点距離と2倍の焦点距離の間にできる。

Question 6身近な物理現象（光・音・力と圧力）

水平な机の上で物体をばねばかりで水平に引き、一定の速さで動かしたところ、ばねばかりは2.0Nを示した。このとき物体にはたらく摩擦力について正しいものはどれか。

  1. 2.0Nで、引く向きと逆向きにはたらく Correct answer.
  2. 2.0Nで、引く向きと同じ向きにはたらく
  3. 4.0Nで、引く向きと逆向きにはたらく
  4. 0Nで、摩擦力ははたらいていない

Explanation

物体が一定の速さで動いているとき、物体にはたらく力はつり合っている。水平方向では引く力と摩擦力が逆向きに等しい大きさでつり合うので、摩擦力は2.0Nで引く向きと逆向きにはたらく。

Question 7身近な物理現象（光・音・力と圧力）

水の密度を1000kg/m³、質量100gの物体にはたらく重力を1Nとして考える。水面からの深さが10mの地点で、水による圧力は大気圧よりおよそどれだけ大きいか。

  1. 約10 hPa
  2. 約1000 hPa Correct answer.
  3. 約100 hPa
  4. 約10000 hPa

Explanation

水による圧力は「水の密度×重力の大きさ×深さ」で求められ、1000kg/m³×10N/kg×10m＝1.0×10⁵Paとなる。1hPa＝100Paなので、これは1000hPaに等しく、およそ1気圧分に相当する。

Question 8身近な物理現象（光・音・力と圧力）

雷が光ってから3.0秒後に音が聞こえた。空気中を伝わる音の速さを340m/sとすると、雷が発生した地点までの距離はおよそ何mか。光が届くまでの時間は無視できるものとする。

  1. 約680m
  2. 約2040m
  3. 約3060m
  4. 約1020m Correct answer.

Explanation

音が伝わる距離は「音の速さ×時間」で求められる。340m/s×3.0s＝1020mとなり、光が届く時間はごく短いので無視できる。音が聞こえるまでに時間がかかるほど、雷の発生地点は遠い。

Question 9身近な物理現象（光・音・力と圧力）

ある物体を空気中でばねばかりにつるすと3.0Nを示し、水中に完全に沈めると2.4Nを示した。水の密度を1000kg/m³、質量100gの物体にはたらく重力を1Nとすると、この物体の体積は何cm³か。

  1. 6cm³
  2. 600cm³
  3. 6000cm³
  4. 60cm³ Correct answer.

Explanation

水中でのばねばかりの値は空気中での値から浮力を引いたものだから、浮力は3.0N−2.4N＝0.6Nである。浮力は押しのけた水にはたらく重力に等しく、0.6Nは水60g分にあたる。水の密度が1g/cm³なので、物体の体積は60cm³となる。

Question 10身近な物理現象（光・音・力と圧力）

空気中で振動数680Hzの音がある。この音の速さを340m/sとすると、波長は何mか。

  1. 0.50m Correct answer.
  2. 170m
  3. 2.0m
  4. 0.25m

Explanation

波の速さは「振動数×波長」で表されるので、波長＝速さ÷振動数で求められる。340m/s÷680Hz＝0.50mとなる。振動数が大きい音ほど波長は短くなる。

Question 11身近な物理現象（光・音・力と圧力）

空気中から水の中へ、光が境界面に斜めに入射した。水中へ進んだ光の屈折角は、入射角と比べてどうなるか。

  1. 入射角によらず90°になる
  2. 大きくなる（境界面から遠ざかる）
  3. 小さくなる（境界面に近づく） Correct answer.
  4. 入射角と常に等しい

Explanation

水は空気より光を屈折させる程度が大きく、光の速さが遅い。斜め入射では水中の屈折角は入射角より小さくなり、光は境界面に近づく向きに曲がる。垂直入射のときは屈折せず直進する。

Question 12身近な物理現象（光・音・力と圧力）

音源の振動数だけを大きくしたとき、私たちに聞こえる音の高さはどうなるか。

  1. 高さは変わらない
  2. 低くなる
  3. 高くなる Correct answer.
  4. 大きくなる（強くなる）

Explanation

音の高さは振動数で決まり、振動数が大きいほど高い音になる。振幅は音の大きさ（強さ）を決めるので、振動数を変えても大きさは主に振幅で決まる。

Question 13身近な物理現象（光・音・力と圧力）

水平な机の上に物体を置き、物体が静止している。物体にはたらく重力とつり合っている力はどれか。

  1. 垂直抗力 Correct answer.
  2. 物体にはたらく空気の浮力
  3. 物体が机を押す力
  4. 物体にはたらく摩擦力

Explanation

静止している物体では、はたらく力がつり合っている。鉛直下向きの重力に対して、机が物体を鉛直上向きに押す垂直抗力が同じ大きさでつり合う。物体が机を押す力は物体ではなく机にはたらく力である。

Question 14身近な物理現象（光・音・力と圧力）

焦点距離が10cmの凸レンズがある。レンズの前方5cmの位置に物体を置いたとき、レンズを通して見える像について正しいものはどれか。

  1. 倒立した虚像
  2. 正立した実像
  3. 倒立した実像
  4. 正立した虚像 Correct answer.

Explanation

物体が焦点距離よりレンズに近い位置にあると、レンズを通った光はスクリーン上に集まらず、発散する。その光を逆方向に延長したところに、物体と同じ向きで拡大された虚像が見える。これが虫めがねの原理である。

Question 15身近な物理現象（光・音・力と圧力）

水を入れた容器の側面に、深さの異なる小さな穴を開けて水を噴き出させる。水面から穴までの深さと、水が噴き出す強さの関係として正しいものはどれか。

  1. 浅い穴ほど水は強く噴き出す
  2. 深い穴ほど水は強く噴き出す Correct answer.
  3. どの深さの穴でも強さは同じ
  4. 水面に近い穴ほど水は真下に噴き出す

Explanation

水による圧力は、水面からの深さが深くなるほど大きくなる。そのため、より深い位置の穴ほど外へ押し出す力が大きく、水は強く噴き出す。深さと圧力の関係は水圧の基本である。

Question 16身近な物理現象（光・音・力と圧力）

空気中を伝わる音の速さについて、気温が高くなったときの変化として最も適切なものはどれか。

  1. 遅くなる
  2. 速くなる Correct answer.
  3. 変わらない
  4. 振動数が同じなら速さも必ず同じになる

Explanation

音の速さは媒質の種類や状態によって決まり、空気中では気温が高いほど速くなる。気温が上がると空気の分子の運動が活発になり、振動が伝わりやすくなるためである。振動数は音源が決めるので、音速とは別の量である。

Question 17身近な物理現象（光・音・力と圧力）

大きさが3Nと4Nの二つの力がある。この二つの力の合力の大きさが最も大きくなるのは、二つの力のなす角が何度のときか。

  1. 90°
  2. 180°
  3. 0° Correct answer.
  4. 45°

Explanation

二つの力が同じ向きのとき、合力は両者の和になり、大きさは3N+4N=7Nで最大になる。同じ向きはなす角0°である。なす角が大きくなるほど合力は小さくなり、180°では差の1Nになる。

Question 18身近な物理現象（光・音・力と圧力）

全身を映すのに、身長のおよそ半分の高さの鏡で足りる理由として最も適切なものはどれか。

  1. 目が上下の像を自動的に補正して小さく見せるから
  2. 鏡が光をすべて吸収してしまうため像を実際より小さく見せるから
  3. 入射角と反射角が等しく像までの距離が等しいから Correct answer.
  4. 鏡に映る像は実際の物体より必ず小さくなるから

Explanation

鏡で全身が見えるかどうかは、頭の先と足の先から出た光が鏡で反射して目に入るかで決まる。入射角と反射角が等しいので、鏡の高さは身長のおよそ半分あればよい。鏡から像までの距離が鏡の後ろに等しく見えることも関係する。

Question 19身近な物理現象（光・音・力と圧力）

ガラス中から空気中へ光を進めるとき、入射角をしだいに大きくしていくとどうなるか。

  1. 入射角を大きくすると、ガラスの屈折率が大きくなる
  2. 入射角が90°になると、光は必ず空気中へ直進する
  3. 臨界角を超えるとすべて反射する Correct answer.
  4. 入射角を大きくしても、光は必ず空気中へ屈折して出る

Explanation

光が屈折率の大きい媒質から小さい媒質へ進むとき、入射角がある角度（臨界角）を超えると屈折光がなくなり、すべて反射する。これを全反射といい、光ファイバーなどに利用されている。臨界角は媒質の屈折率の組み合わせで決まる。

Question 20身近な物理現象（光・音・力と圧力）

密度が0.92g/cm³の氷が水に浮いている。氷の全体積のうち、水面より下に沈んでいる部分の割合として最も近いものはどれか。水の密度は1.00g/cm³とする。

  1. 約100%
  2. 約50%
  3. 約8%
  4. 約92% Correct answer.

Explanation

氷が浮いて静止するとき、氷にはたらく重力と浮力がつり合っている。浮力は氷が押しのけた水の重さに等しいので、水中にある氷の体積は水の密度に対する氷の密度の割合、0.92/1.00=0.92となる。したがって全体の約92%が水面下にある。

Question 21身近な物理現象（光・音・力と圧力）

弾性限度内で使っている同じばねがあります。ばねを引く力を2倍にすると、ばねののびはどのようになりますか。

  1. 1/2倍になる。
  2. 4倍になる。
  3. 2倍になる。 Correct answer.
  4. 変わらない。

Explanation

弾性限度内では、ばねののびは加えた力の大きさに比例します（フックの法則）。したがって、引く力を2倍にすると、のびも2倍になります。同じばねを使っている間は、この比例の関係を決める定数は変わりません。

Question 22身近な物理現象（光・音・力と圧力）

人が平面鏡の前に立っている。鏡の面から人までの距離が1.5mであるとき、鏡に映る人の像は、人から見て何m離れた位置にあるように見えるか。

  1. 1.5m
  2. 4.5m
  3. 3.0m Correct answer.
  4. 0.75m

Explanation

平面鏡では、鏡の面から物体までの距離と、鏡の面から像までの距離が等しくなります。人は鏡の前1.5mにいるので、像は鏡の後方1.5mに見え、人から像までの距離は1.5m＋1.5m＝3.0mです。鏡の大きさや目の高さによって、この位置関係は変わりません。

Question 23身近な物理現象（光・音・力と圧力）

同じ高さの音を、より大きな音にして出した。このとき、空気の振動のようすと聞こえ方はどう変化するか。最も適切なものはどれか。

  1. 波長が長くなり、音は低く聞こえる。
  2. 振動の振幅が小さくなり、音は小さく聞こえる。
  3. 振動数が大きくなり、音は高く聞こえる。
  4. 振動の振幅が大きくなり、音は大きく聞こえる。 Correct answer.

Explanation

音の大きさは空気の振動の振幅に対応し、振幅が大きいほど大きな音として聞こえます。音の高さは振動数で決まるため、同じ高さの音を大きくしても振動数や波長は変わりません。したがって、振幅だけが大きくなります。

Question 24身近な物理現象（光・音・力と圧力）

水中に完全に沈めた物体を、さらに深い位置までゆっくり沈めても、物体にはたらく浮力の大きさはほとんど変わらない。その理由として最も適切なものはどれか。ただし水の密度は一様とする。

  1. 深くなるほど水の密度が小さくなるため、浮力が一定に保たれるから。
  2. 深くなるほど物体の体積が小さくなるため、浮力が一定に保たれるから。
  3. 深くなるほど物体にはたらく重力が小さくなるため、浮力とつり合うから。
  4. 物体の上面と下面にはたらく水圧の差が、深さによらず水の密度と物体の体積で決まるから。 Correct answer.

Explanation

浮力は物体の上面と下面にはたらく水圧の差によって生じます。深くなると上面も下面も水圧は増えますが、その差は水の密度と物体の高さ（体積）で決まり、全体の深さには依存しません。そのため、水の密度が一様なら浮力の大きさは深さを変えてもほぼ一定です。

Question 25電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

ある抵抗器に0.30Aの電流を流したところ、抵抗器の両端に6.0Vの電圧が加わっていた。この抵抗器の抵抗は何Ωか。

  1. 1.8Ω
  2. 20Ω Correct answer.
  3. 0.050Ω
  4. 180Ω

Explanation

オームの法則V=RIを変形するとR=V/Iになる。電圧6.0V、電流0.30Aを代入すると、R=6.0÷0.30=20Ωである。電流の単位をAにそろえてから計算することがポイントになる。

Question 26電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

豆電球2個と電池を直列につないだ回路に電流が流れている。このときの電流の大きさについて正しいものはどれか。

  1. 回路のどの点でも電流の大きさは等しい。 Correct answer.
  2. 電池の＋極に近いところほど電流は大きい。
  3. 豆電球を1個通るごとに電流は半分になる。
  4. 2個の豆電球の間では電流は0になる。

Explanation

直列回路では電流の通り道が1本しかないため、回路のどの点でも電流の大きさは等しい。豆電球を2個通っても、電流が消費されて減ることはない。電池を流れる電流と豆電球を流れる電流は同じ値になる。

Question 27電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

磁石のまわりの磁界について、正しい説明はどれか。

  1. 方位磁針を置くと、そのN極がさす向きが磁界の向きである。 Correct answer.
  2. 磁界が強いところほど磁力線の間隔は広い。
  3. 磁力線はS極から出てN極に入る。
  4. 磁力線どうしは交さする。

Explanation

磁界の向きは、その場所に置いた方位磁針のN極がさす向きと決められている。磁力線はN極から出てS極に入り、磁界が強いところほど間隔が狭くなる。1つの点の磁界の向きは1つに決まるので、磁力線が交さすることはない。

Question 28電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

6.0Ωの抵抗と3.0Ωの抵抗を並列に接続したとき、合成抵抗は何Ωか。

  1. 0.50Ω
  2. 9.0Ω
  3. 4.5Ω
  4. 2.0Ω Correct answer.

Explanation

並列回路の合成抵抗Rは1/R=1/R1+1/R2で求められる。1/6.0+1/3.0=1/2.0となるので、最後に逆数をとって合成抵抗は2.0Ωである。並列では合成抵抗は、抵抗のうち最も小さいものよりさらに小さくなる。

Question 29電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

電源電圧12Vの回路に、10Ωの抵抗Aと30Ωの抵抗Bを直列に接続した。抵抗Aの両端に加わる電圧は何Vか。

  1. 4.0V
  2. 0.30V
  3. 9.0V
  4. 3.0V Correct answer.

Explanation

直列回路では電流がどこでも同じで、電圧は抵抗の大きさに比例して分かれる。合成抵抗は10+30=40Ωなので電流は12V÷40Ω=0.30Aである。したがって抵抗Aの電圧は0.30A×10Ω=3.0Vになる。

Question 30電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

100Vの電源に接続した500Wの電気器具を10分間使ったとき、消費する電力量は何Jか。

  1. 3.0×10⁵J Correct answer.
  2. 5.0×10³J
  3. 5.0×10⁵J
  4. 1.8×10⁷J

Explanation

電力量[J]は電力[W]×時間[s]で求められる。10分は600秒なので、500W×600s=300000J=3.0×10⁵Jとなる。時間を分のまま代入すると値が大きくずれるので、必ず秒に直してから計算する。

Question 31電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

電源装置に10Ωの抵抗Aと20Ωの抵抗Bを並列に接続し、電源電圧を6.0Vにした。AとBの両端に加わる電圧について正しいものはどれか。

  1. Aには2.0V、Bには4.0Vが加わる。
  2. Aには6.0V、Bには3.0Vが加わる。
  3. AとBの両端の電圧の和が6.0Vになる。
  4. AにもBにも6.0Vが加わる。 Correct answer.

Explanation

並列回路では、各抵抗がそれぞれ電源の両端に直接つながっている。そのため、抵抗の大きさが違っても、どの抵抗の両端にも電源電圧と同じ6.0Vが加わる。電圧は分かれず、電流の方が抵抗に反比例して分かれる。

Question 32電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

コイルに電流を流したところ、コイルの一端がN極になった。電流の向きだけを逆にしたとき、コイルのつくる磁界はどうなるか。

  1. 磁界の向きが逆になり、N極とS極が入れ替わる。 Correct answer.
  2. 磁界が消えてなくなる。
  3. 磁界の向きはそのままで、強さが2倍になる。
  4. 磁界の向きはそのままで、強さが半分になる。

Explanation

コイルのまわりの磁界の向きは、流れる電流の向きによって決まる。電流の向きを逆にすると磁界の向きも逆になり、コイルのN極とS極が入れ替わる。電流の大きさは変えていないので、磁界の強さは変化しない。

Question 33電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

コイルの近くで棒磁石を動かすと、コイルに電流が流れた。この誘導電流について正しいものはどれか。

  1. 棒磁石を動かす速さを大きくすると、誘導電流は大きくなる。 Correct answer.
  2. 棒磁石をコイルの中で静止させている間も、電流が流れ続ける。
  3. コイルの巻き数を減らすと、誘導電流は大きくなる。
  4. 棒磁石を近づけるときと遠ざけるときで、電流の向きは同じである。

Explanation

コイルを貫く磁界が変化すると、その変化を打ち消す向きに誘導電流が流れる。磁石を速く動かすほど単位時間あたりの磁界の変化が大きくなるので、誘導電流も大きくなる。磁石が静止している間は磁界が変化しないため、電流は流れない。

Question 34電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

電源装置に、2.0Ωの抵抗R1を直列に、4.0Ωの抵抗R2と4.0Ωの抵抗R3を並列に接続した回路がある。電源電圧を8.0Vにしたとき、回路全体に流れる電流とR1の両端の電圧の組合せとして正しいものはどれか。

  1. 4.0A、4.0V
  2. 2.0A、4.0V Correct answer.
  3. 2.0A、8.0V
  4. 1.0A、2.0V

Explanation

R2とR3の並列部分の合成抵抗は、1/4.0+1/4.0=1/2.0より2.0Ωである。これと直列のR1を合わせた回路全体の抵抗は2.0+2.0=4.0Ωになる。よって電流は8.0V÷4.0Ω=2.0A、R1の電圧は2.0A×2.0Ω=4.0Vである。

Question 35電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

電流計を回路に接続する方法として正しいものはどれか。

  1. 回路に直列に、電流が＋端子から流入するように接続する。 Correct answer.
  2. 回路に並列に、電流が＋端子から流入するように接続する。
  3. 回路に直列に、電流が－端子から流入するように接続する。
  4. 回路に並列に、電流が－端子から流入するように接続する。

Explanation

電流計は回路を流れる電流をはかるので、測定したい部分に直列につなぎます。また、針が正しく振れるように、電流を＋端子から入れて－端子から出す向きに接続します。並列につなぐと大きな電流が流れて電流計を壊すことがあります。

Question 36電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

電圧計を回路に接続する方法として正しいものはどれか。

  1. 測定したい部分に並列に、＋端子を電位の低い側につなぐ。
  2. 測定したい部分に直列に、＋端子を電位の高い側につなぐ。
  3. 測定したい部分に並列に、＋端子を電位の高い側につなぐ。 Correct answer.
  4. 測定したい部分に直列に、＋端子を電源の－側につなぐ。

Explanation

電圧計は2点間の電位差をはかるので、測定したい部分に並列に接続します。＋端子は電位の高い側へ、－端子は低い側へつなぐと針が正しく振れます。直列に入れると回路の電流がほとんど流れず、正しい電圧をはかれません。

Question 37電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

2.0Ωの抵抗と3.0Ωの抵抗を直列に接続したとき、合成抵抗は何Ωか。

  1. 6.0Ω
  2. 1.0Ω
  3. 1.2Ω
  4. 5.0Ω Correct answer.

Explanation

直列接続では、同じ電流が両方の抵抗に流れ、それぞれの抵抗による電圧降下が加わります。合成抵抗は各抵抗の和になるので、2.0Ω＋3.0Ω＝5.0Ωです。並列の場合の公式とは混同しないようにします。

Question 38電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

電圧が6.0Vの電源に3.0Ωの抵抗をつないだ。抵抗に流れる電流は何Aか。

  1. 18A
  2. 9.0A
  3. 0.50A
  4. 2.0A Correct answer.

Explanation

オームの法則より、電流I＝電圧V÷抵抗Rで求めます。V＝6.0V、R＝3.0Ωを代入すると、I＝6.0÷3.0＝2.0Aです。電圧と抵抗の単位をそろえて計算することが大切です。

Question 39電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

100Vの電源に接続した電気器具に2.0Aの電流が流れた。この器具の消費電力は何Wか。

  1. 200W Correct answer.
  2. 0.020W
  3. 50W
  4. 102W

Explanation

消費電力Pは、電圧Vと電流Iを用いてP＝VIで求められます。100V×2.0A＝200Wです。電力量Jは電力Wに時間sを掛けて求めるので、ここでは時間を使いません。

Question 40電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

4.0Ωの抵抗に2.0Aの電流を流した。この抵抗で消費される電力は何Wか。

  1. 32W
  2. 16W Correct answer.
  3. 8.0W
  4. 2.0W

Explanation

抵抗で消費される電力は、電流をI、抵抗をRとするとP＝I²Rで求められます。2.0Aの2乗は4.0で、4.0×4.0Ω＝16Wです。P＝VIを使う場合は、まず抵抗の両端の電圧8.0Vを求めても同じ結果になります。

Question 41電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

導線に電流を流したとき、導線のまわりにできる磁界について正しいものはどれか。

  1. 電流の向きに対して同心円状にでき、電流を逆にすると向きも逆になる。 Correct answer.
  2. 磁界の向きは電流の向きだけで決まり、電流の大きさを変えると磁界の強さだけでなく向きも変わる。
  3. 磁界は導線の両端にだけでき、導線の中央部にはできない。
  4. 磁界の向きは電流の向きに平行で、電流を大きくしても向きは変わらない。

Explanation

直線状の導線に電流を流すと、導線を中心とする同心円状の磁界ができます。磁界の向きは右ねじの法則に従い、電流の向きを逆にすると磁界の向きも逆になります。電流を大きくすると磁界は強くなりますが、向きは電流の向きで決まります。

Question 42電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

電磁石の磁力を強くする方法として正しいものはどれか。

  1. コイルの巻き数を増やし、電流を小さくする。
  2. コイルの巻き数を減らし、電流を小さくする。
  3. コイルの巻き数を増やし、電流を大きくする。 Correct answer.
  4. コイルの中の鉄しを抜き、電流の向きを逆にする。

Explanation

電磁石の磁力は、コイルに流す電流が大きいほど、またコイルの巻き数が多いほど強くなります。鉄しを入れると磁力はさらに強くなるため、鉄しを抜く操作は逆効果です。電流の向きを変えると磁極の向きは変わりますが、磁力の強さを大きくする操作ではありません。

Question 43電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

抵抗A（2.0Ω）と抵抗B（6.0Ω）を直列に接続し、電源電圧を8.0Vにした。AとBで消費される電力の大小関係として正しいものはどれか。

  1. Aの消費電力とBの消費電力は等しい。
  2. Aの消費電力はBの消費電力より大きい。
  3. Aの消費電力はBの消費電力より小さい。 Correct answer.
  4. 消費電力は抵抗の値では決まらず、電流の向きだけで決まる。

Explanation

直列回路ではAとBに同じ電流が流れ、合成抵抗は8.0Ωなので電流は1.0Aです。消費電力はP＝I²Rより、Aは2.0W、Bは6.0Wとなり、Aのほうが小さくなります。直列では抵抗が大きいほど消費電力が大きくなります。

Question 44電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

コイルに棒磁石を近づける操作で、棒磁石を動かす速さを大きくしたとき、コイルに生じる誘導電流について正しいものはどれか。

  1. 誘導電流は大きくなるが、向きは同じ条件なら変わらない。 Correct answer.
  2. 誘導電流の向きは変わるが、大きさは変わらない。
  3. 誘導電流の大きさも向きも、速さを変えると必ず変わる。
  4. 誘導電流は小さくなるが、向きは同じ条件なら変わらない。

Explanation

電磁誘導では、コイルを通る磁界の変化が速いほど、生じる誘導電流は大きくなります。磁石を近づける向きやコイルの巻き方向が同じなら、誘導電流の向きは変わりません。速さを変えることは磁界の変化の速さを変えることに対応します。

Question 45電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

抵抗に加わる電圧をV、流れる電流をI、抵抗の大きさをRとすると、オームの法則を表す式として正しいものはどれか。

  1. V＝I／R
  2. V＝RI Correct answer.
  3. R＝VI
  4. I＝RV

Explanation

オームの法則では、抵抗に加わる電圧Vは流れる電流Iと抵抗Rの積で表され、V＝RIとなる。変形するとI＝V／R、R＝V／Iであり、電流は電圧に比例して抵抗に反比例する。

Question 46電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

次のうち、電気をよく通す物質の組合せとして正しいものはどれか。

  1. プラスチックと紙
  2. 空気と純水
  3. ゴムとガラス
  4. 銅と鉄 Correct answer.

Explanation

銅や鉄などの金属は自由電子を多く含み、電気をよく通す導体である。ゴム、ガラス、プラスチック、紙、空気、純水は電気を通しにくい絶縁体である。

Question 47電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

6.0Ωの抵抗と2.0Ωの抵抗を並列に接続し、回路全体に0.80Aの電流を流した。このとき6.0Ωの抵抗に流れる電流は何Aか。

  1. 0.60A
  2. 0.40A
  3. 0.20A Correct answer.
  4. 0.80A

Explanation

並列回路では各抵抗に同じ電圧が加わる。合成抵抗は1.5Ωなので全体の電圧は0.80A×1.5Ω＝1.2Vとなり、6.0Ωには1.2V÷6.0Ω＝0.20Aが流れる。

Question 48電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

抵抗Aと抵抗Bについて、加えた電圧と流れた電流を調べたところ、Aは2.0Vで0.20A、Bは4.0Vで0.20Aであった。AとBの抵抗の大きさの関係として正しいものはどれか。

  1. AとBは等しい
  2. AはBの2倍
  3. BはAの4倍
  4. BはAの2倍 Correct answer.

Explanation

抵抗はオームの法則よりR＝V／Iで求められる。Aは2.0V÷0.20A＝10Ω、Bは4.0V÷0.20A＝20Ωなので、Bの抵抗はAの2倍である。

Question 49電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

1200Wの電気器具を30分間使用したときの電力量は何kWhか。

  1. 0.60kWh Correct answer.
  2. 1.2kWh
  3. 0.30kWh
  4. 36kWh

Explanation

電力量[kWh]は消費電力[kW]と使用時間[h]の積で求められる。1200W＝1.2kW、30分＝0.5時間なので、1.2kW×0.5h＝0.60kWhとなる。

Question 50電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

ある電熱線に流す電流を2倍にし、電流を流す時間は変えなかった。このとき電熱線から発生する熱量は、もとの何倍になるか。ただし電熱線の抵抗は変わらないものとする。

  1. 4倍 Correct answer.
  2. 2倍
  3. 変わらない
  4. 1/2倍

Explanation

電熱線で発生する熱量はジュールの法則によりQ＝I²Rtで表される。抵抗Rと時間tが一定なら、熱量は電流の2乗に比例するため、電流を2倍にすると熱量は4倍になる。