大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和5年度（2023年度）追・再試験
問15 (物理基礎（第3問） 問6)

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。

続いて、二人は、これまで使用した豆電球と同じ豆電球をもう1個用意して、個の豆電球を直列接続した場合について考えた。

次のBさんの発言の内容が正しくなるように、文章中の空欄ウ・エに入れる式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。

Bさん：図4のように、2個の豆電球を直列接続して、5Vの電圧を加えたとき、それぞれの豆電球には、2.5Vずつ加わります。電源から流れ出る電流をI₂、2個の豆電球で消費される電力の和をPとすると、（　ウ　）であり、（　エ　）になります。