共通テスト（理科） 過去問
令和5年度（2023年度）追・再試験
問12 (物理基礎（第3問） 問3)
問題文
次の文章を読み、後の問いに答えよ。
AさんとBさんが、抵抗器と豆電球を用いた回路についての探究活動に取り組んでいる。
Aさん：抵抗器と豆電球のそれぞれについて、電圧Vと電流Iの関係を調べてみたところ、抵抗器では図1のように比例するのに、豆電球では図2のように、比例していないように見えます。豆電球でも、抵抗器と同じような比例関係があると思っていましたが、そうは見えないですね。
Bさん：確かにそうですね。導体の抵抗率が温度によって変化することを学びました。比例しないように見える原因は、電流を流すときに発生するジュール熱によって、豆電球のフィラメントの温度が変わってしまうことかもしれませんね。
Aさん：単位時間当たりに発生するジュール熱は、消費電力を用いて計算できますね。豆電球で消費される電力は、どれくらいでしょうか。
Bさん：それでは、図2を用いて求めてみましょう。
二人は、図2を用いて豆電球が消費する電力について考えてみた。
次に続く会話文の内容が正しくなるように、文章中の空欄ア・イに入れる数値と語の組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
Aさん：図1を用いて考えると、抵抗器で消費される電力は、加える電圧を1／10倍にすると、（ ア ）倍になります。
Bさん：一方、図2を用いて考えると、豆電球で消費される電力は、加える電圧を1／10倍にすると、（ ア ）倍より（ イ ）なります。
AさんとBさんが、抵抗器と豆電球を用いた回路についての探究活動に取り組んでいる。
Aさん：抵抗器と豆電球のそれぞれについて、電圧Vと電流Iの関係を調べてみたところ、抵抗器では図1のように比例するのに、豆電球では図2のように、比例していないように見えます。豆電球でも、抵抗器と同じような比例関係があると思っていましたが、そうは見えないですね。
Bさん：確かにそうですね。導体の抵抗率が温度によって変化することを学びました。比例しないように見える原因は、電流を流すときに発生するジュール熱によって、豆電球のフィラメントの温度が変わってしまうことかもしれませんね。
Aさん：単位時間当たりに発生するジュール熱は、消費電力を用いて計算できますね。豆電球で消費される電力は、どれくらいでしょうか。
Bさん：それでは、図2を用いて求めてみましょう。
二人は、図2を用いて豆電球が消費する電力について考えてみた。
次に続く会話文の内容が正しくなるように、文章中の空欄ア・イに入れる数値と語の組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
Aさん：図1を用いて考えると、抵抗器で消費される電力は、加える電圧を1／10倍にすると、（ ア ）倍になります。
Bさん：一方、図2を用いて考えると、豆電球で消費される電力は、加える電圧を1／10倍にすると、（ ア ）倍より（ イ ）なります。
このページは閲覧用ページです。
履歴を残すには、 「新しく出題する（ここをクリック）」 をご利用ください。
問題
共通テスト（理科）試験 令和5年度（2023年度）追・再試験 問12（物理基礎（第3問） 問3） （訂正依頼・報告はこちら）
次の文章を読み、後の問いに答えよ。
AさんとBさんが、抵抗器と豆電球を用いた回路についての探究活動に取り組んでいる。
Aさん：抵抗器と豆電球のそれぞれについて、電圧Vと電流Iの関係を調べてみたところ、抵抗器では図1のように比例するのに、豆電球では図2のように、比例していないように見えます。豆電球でも、抵抗器と同じような比例関係があると思っていましたが、そうは見えないですね。
Bさん：確かにそうですね。導体の抵抗率が温度によって変化することを学びました。比例しないように見える原因は、電流を流すときに発生するジュール熱によって、豆電球のフィラメントの温度が変わってしまうことかもしれませんね。
Aさん：単位時間当たりに発生するジュール熱は、消費電力を用いて計算できますね。豆電球で消費される電力は、どれくらいでしょうか。
Bさん：それでは、図2を用いて求めてみましょう。
二人は、図2を用いて豆電球が消費する電力について考えてみた。
次に続く会話文の内容が正しくなるように、文章中の空欄ア・イに入れる数値と語の組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
Aさん：図1を用いて考えると、抵抗器で消費される電力は、加える電圧を1／10倍にすると、（ ア ）倍になります。
Bさん：一方、図2を用いて考えると、豆電球で消費される電力は、加える電圧を1／10倍にすると、（ ア ）倍より（ イ ）なります。
AさんとBさんが、抵抗器と豆電球を用いた回路についての探究活動に取り組んでいる。
Aさん：抵抗器と豆電球のそれぞれについて、電圧Vと電流Iの関係を調べてみたところ、抵抗器では図1のように比例するのに、豆電球では図2のように、比例していないように見えます。豆電球でも、抵抗器と同じような比例関係があると思っていましたが、そうは見えないですね。
Bさん：確かにそうですね。導体の抵抗率が温度によって変化することを学びました。比例しないように見える原因は、電流を流すときに発生するジュール熱によって、豆電球のフィラメントの温度が変わってしまうことかもしれませんね。
Aさん：単位時間当たりに発生するジュール熱は、消費電力を用いて計算できますね。豆電球で消費される電力は、どれくらいでしょうか。
Bさん：それでは、図2を用いて求めてみましょう。
二人は、図2を用いて豆電球が消費する電力について考えてみた。
次に続く会話文の内容が正しくなるように、文章中の空欄ア・イに入れる数値と語の組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
Aさん：図1を用いて考えると、抵抗器で消費される電力は、加える電圧を1／10倍にすると、（ ア ）倍になります。
Bさん：一方、図2を用いて考えると、豆電球で消費される電力は、加える電圧を1／10倍にすると、（ ア ）倍より（ イ ）なります。
- ア：1／10 イ：小さく
- ア：1／10 イ：大きく
- ア：1／100 イ：小さく
- ア：1／100 イ：大きく
正解！素晴らしいです
残念...
画像拡大
この過去問の解説 （2件）
01
解答 ア：1／100 イ：大きく
アの解説
「図1を用いて考えると、抵抗器で消費される電力は、
加える電圧を1／10倍にすると、（ ア ）倍になります」
の穴埋め問題です。
図1ではVとIが比例しているので、
Vが1/10になるとIも1/10となります。
電力は「P=IV」ですから、
Vが1/10になるとPは
1/10×1/10=1/100
となります。
あるいは実際にV=5Vのときと
V=0.5Vのときを比較してみてもよいでしょう。
V=5VのときI=167mAより消費電力P=835mW
V=0.5VのときI=16.7mAより消費電力P=8.35mW
であり、確かに1/100になっています。
よって答えは ア：1／100 となります。
イの解説
「図2を用いて考えると、豆電球で消費される電力は、
加える電圧を1／10倍にすると、（ ア ）倍より（ イ ）なります」
の穴埋め問題です。
実際にV=5VのときとV=0.5Vのときを比較してみるのが簡単だと思われます。
V=5VのときI=140mAより消費電力P=700mW
V=0.5VのときI=40mAより消費電力P=20mW
20÷700=1/35 > 1/100
したがって1/100より大きい結果が得られます。
よって答えは イ：大きく となります。
この選択肢が正解となります。
参考になった数0
この解説の修正を提案する
02
オームの法則V=RIより、同じ抵抗で電圧が1/10になると、電流も1/10になります。
この時（電力）＝（電圧）×（電流）より、電力は1/10×1/10より1/100になります。
一方豆電球では電圧が1/10になっても、電流は1/10よりは大きくなります。
よって（電力）＝（電圧）×（電流）より、電力は1/10×1/10=1/100より大きくなります。
ダイオードや豆電球などのV-I図を適切に扱えるように理解しましょう。
参考になった数0
この解説の修正を提案する
前の問題（問11）へ
令和5年度（2023年度）追・再試験 問題一覧
次の問題（問13）へ