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)

問題文

白熱電球およびLED電球のエネルギー変換について考察した次の文章中の空欄（　ア　）・（　イ　）に入れる数値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。

電球が消費する電力量のうち、光エネルギーとして放出される量が占める割合を、電球の効率と呼ぶことにする。消費電力60W、効率10％の白熱電球が1時間点灯する間に放出する光エネルギーは、（　ア　）Whである。また、同じ時間点灯する間に、この白熱電球と同じ大きさの光エネルギーを放出する、消費電力15WのLED電球の効率は、（　イ　）％と見積もられる。

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問題

共通テスト（理科）試験令和6年度（2024年度）本試験問4（物理基礎（第1問）問4）（訂正依頼・報告はこちら）

ア：6.0　　イ：40
ア：6.0　　イ：60
ア：22　　イ：40
ア：22　　イ：60
ア：54　　イ：40
ア：54　　イ：60
ア：600　　イ：40
ア：600　　イ：60

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この過去問の解説（3件）

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。

選択肢1. ア：6.0　　イ：40

よってこの選択肢が正解となります。

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電力Ｗに関する問題です。電力Ｗ=電流Ａ×電圧Ｖも同時に覚えておきましょう。

選択肢1. ア：6.0　　イ：40

60Wの電球が消費するエネルギー量は

60W×1h＝60Whです。

効率はそのうち10％なので、

60Wh×10÷100=6Whとなります。

LED電球の効率をx％とすると、光エネルギーは白熱電球と同じ6Whなので、

6Wh=15W×x％÷100×1hより、

x=40です。

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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。

選択肢1. ア：6.0　　イ：40

この選択肢が正解となります。

まとめ

W(ワット)は電力の単位で、仕事率の単位でもあります。

Wh(ワット時)は電力量の単位で、仕事の単位、エネルギーの単位です（ジュールの仲間）。

混同しないように注意しましょう。

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