大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和5年度(2023年度)本試験
問13 (物理基礎(第3問) 問2)

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問題

大学入学共通テスト(理科)試験 令和5年度(2023年度)本試験 問13(物理基礎(第3問) 問2) (訂正依頼・報告はこちら)

発電および送電についての後の問いに答えよ。

授業で再生可能エネルギーについて学んだ。家の近くに風力発電所(図1)があるので見学に行き、風力発電について探究活動を行った。

図2は、見学した風力発電機1機の出力(電力)と風速の関係を表したグラフである。

次の文章中の空欄( A )に入れる値として最も適当なものを、選択肢のうちから一つ選べ。

日本の一般家庭の1日の消費電力量はおよそ18kWhである。常に10m/s~15m/sの風が吹き続けていると仮定すると、図2の風力発電機1機が1日に発電する電力量は、日本の一般家庭の1日の消費電力量のおよそ( A )に相当する電力量である。
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この過去問の解説 (2件)

01

図2から風力発電の出力は風速10~15m/sの領域でおよそ18kWであることが分かります。

電力量の単位kWhは出力kW×時間hの積なので、

風力発電の1日の発電量は18kW×24hとなり24倍に相当します。

選択肢6. 24倍

これが正解です。

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02

解答 A: 24倍

 

解説

まず問題文に

常に10m/s~15m/sの風が吹き続けていると仮定すると、

とあるので、図2の該当箇所を見ると、グラフがほぼ横ばいで

その値は18kWと読み取れます。よって、

図2の風力発電機1機が1日に発電する電力量は、

18kW × 24h =(18×24) kWh (=432 kWh)

となります。

 

問題文より、一般家庭の1日の消費電力量は

およそ18kWhであるので、

(18×24) kWh ÷ 18kWh =24

となります。

 

よって答えは 24倍 となります。

選択肢3. 1.0倍

誤答選択肢です。

 

もし、問題文が「図2の風力発電機1機が1時間に発電する電力量は、

日本の一般家庭の1日の消費電力量のおよそ( A )に相当する電力量である。」

であればこの選択肢が正解になります。

選択肢6. 24倍

この選択肢が正解となります。

まとめ

kWとkWhを混同しないようにしましょう。

 

kW(キロワット)は電力の単位すなわち仕事率の単位で、

1kW = 3600 kJ/s となります。

 

kWh(キロワット時(じ))は電力量の単位すなわちエネルギーの単位で、

1kWh =3600 kJ となります。

 

なお、

「一般家庭の1日の消費電力量はおよそ18kWh」という文を見て、

1日の話をしているのか1時間の話をしているのか

混乱した人がいるかもしれませんが、

kWhは単なるエネルギーの単位です。

「もし1時間の発電で全て賄うなら何kW必要か」

がわかりやすいような表示をしているだけで、

実際に1時間かどうかは関係しないことに注意しましょう。

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