共通テスト（理科） 過去問
令和6年度（2024年度）本試験
問4 (物理基礎（第1問） 問4)

正答は「ア：6.0　イ：40」です。

必ず空欄の後の単位を見てから計算しましょう。
 

一般的には消費電力を示すW(ワット)はJ/s(ジュール/セカンド)と秒で示しますが、（ア）の直後はWhとなっており、「1時間」を「3600秒」と計算しなくて良いことがわかります。

そのため、1時間の消費電力は
6.0×1＝6.0(Wh)
となります。

それにより、LED電球の効率は、「消費電力15WのLED電球が6.0Wに達する時間」と考えて、
6.0/15＝0.4→40%
と出すこともできます。

したがって、「ア：6.0、イ：40」の選択肢が正答となります。

ただし、最速でわかるのは、「同じだけの熱量（光エネルギー）を使う時間」と考えて、
 

表は横にスクロールできます

1時間あたりの消費電力が同じなら、消費電力の列は白熱電球からLED電球で1/4になっているため、効率の列では白熱電球からLED電球で4倍になるはずです。
10(%)×4＝40(%)
別解として、このように考えることもできます。

電球が消費する電力量（Wh）は電力（W）× 時間（h）で求められます。

60Wの白熱電球が1時間点灯したときの消費電力量は 

60(W)×1(h)=60(Wh)

となります。

このうち、光エネルギーとして放出されるのは10%です。

よって、放出される光エネルギーは

60(Wh)×0.1=6.0(Wh)

となり、（ア）には6が入ります。

LED電球は白熱電球と同じ大きさの光エネルギーを放出するため、LED電球が1時間に放出する光エネルギーも6Whになります。

効率は放出する光エネルギー÷消費電力量×100で求められるため

6(Wh)÷15(Wh)×100=40%

より(イ)には40が入ります。

解答　ア：6.0  イ：40

アの解説

消費電力60Wの白熱電球に1時間電流を流した際の電力量は60Whです。

この白熱電球が放出する光エネルギーはその10％なので6.0Whとなります。

よって答えは　ア：6.0　となります。

イの解説

消費電力15WのLED電球に1時間電流を流した際の電力量は15Whです。

このLED電球が放出する光エネルギーが6.0Whと考えると、その効率は

6.0Wh÷15Wh = 6/15 =0.4　→　40% となります。

よって答えは　イ:40　となります。