【高卒認定試験物理基礎】平成27年度1回目 ポイント解説その3

今回は高卒認定試験物理基礎の平成28年度第1回のポイント解説の続きをしていきます。

大問3、大問4についてはこちらの記事から。

【高卒認定試験物理基礎】平成27度1回目 ポイント解説その2
今回は高卒認定試験物理基礎の過去問のポイント解説です。どのような問題が出題されているのか、どのような知識が必要か、どのように解くのがよいのかなど把握して過去問演習をより効果的に行えるようにしましょう。

大問5についてです。

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大問5

電気回路と発電についての問題が出題されました。

問1

電気回路の問題で並列回路が与えられています。

(1)

抵抗Rを通過する電気量を求めます。

単位時間あたりに導体の断面を通過する電気量が電流の大きさとなることから

\[
I=\frac{Q}{t}
\]

より

\[
Q=It
\]

に各値を代入して計算すれば電気量が求まります。

(2)

\(30\)Ωに流れる電流を求めます。

並列回路は各抵抗にかかる電圧と電源の電圧が等しくなるという性質がありました。

つまり、抵抗\(R\)にも\(30\)Ωの抵抗にも\(12\)Vがかかります。

よって、オームの法則を\(30\)Ωの抵抗に用いて

\[
12=30\times I
\]

を\(I\)について解けば求まります。

問2

発電に関する問題です。

(1)

火力発電でどのようなエネルギー変換が行われているかを選択する問題です。

まず、簡単に火力発電のしくみを確認しておきましょう。

火力発電の多くは石油、石炭、天然ガスなどの化石燃料を問題文の図にもあるボイラーで燃やします。

これにより発生した水蒸気や燃焼ガスを利用してタービンを回し、発電をするというしくみです。

なお、このタービンを回して発電するという部分は火力発電に限らず、他の発電でも利用されていることが多いです。

では、エネルギーがどのように変換していくかですが、まずは化石燃料の持っている化学エネルギーを燃焼によって熱エネルギーに変換します。

この熱エネルギーで水蒸気などを発生させ、タービンを回します。

この時、熱エネルギーがタービンを回す力学的エネルギーに変換されています。

最後にタービンが回ることで発電がされるので、電気エネルギーに変換されるという流れです。

よって

化学エネルギー → 熱エネルギー → 力学的エネルギー → 電気エネルギー

の順になっている選択肢を選べばOKです。

(2)

発電に関する記述の中から正しい選択肢を選びます。

各選択肢について内容を確認していきましょう。

まずは①についてです。

風力発電と水力発電に関する内容ですが、後半の水力発電の部分に誤りがあります。

それは水の熱エネルギーを利用して発電をするという部分です。

水力発電では高い位置から水を流して、その勢いを利用してタービンを回します。

つまり水の熱エネルギーではなく位置エネルギーを利用しています。

ダムの放流などを見たことがある人はそれをイメージしてもらうと良いかと思います。

次に②です。

原子力発電についてですが荷電粒子を捕らえて直接電流として利用という部分が誤りです。

確かに核分裂をさせるのですが、その時に生じる熱を利用して水蒸気を発生させタービンを回します

③についてです。

化石燃料についての内容ですが、ウランが化石燃料という部分が誤りです。

ウランは天然に存在する金属元素で古い時代の生物が変化してできたものではありません。

最後に④ですが、これが正しい記述となります。

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まとめ

平成27年度も力学からの出題が多い結果となりました。

用語等と正しく理解しているのはもちろん、性質やグラフなどもおさえて置く必要があります。

また、発電に関する出題が何度かされているのでしくみやメリット・デメリット等を教科書などで確認しておくとよいでしょう。

今回はここまでとなります。

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