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Physics Senior High

解説お願いします🙇‍♀️

2 [工学院大] 次の文章の空欄に当てはまる適切な数値を答えよ。 数値は有効数字2桁で答えること。 電力は発電所から都市部まで高電圧で 送電線1 (180km) 送電される。 高電圧を使用すると送電損失 を低減することが可能なためである。 E[V] 発電所 送電線 2 (180km) 送電は交流で行われているが, 高電圧 送電は直流でも損失が少ない。この原理を図に示す例を用いて確かめてみよう。 茨城県鹿 島市には火力発電所が稼働しており, 東京までの送電線の長さは180km とする。 高圧送 電線には送電線の軽量化を図るために主にアルミニウムが用いられる。送電線の断面積を 600mm² とし, アルミニウムの抵抗率を2.65×10-Ω・m とすると送電線1の抵抗値 はアとなる。送電には送電線1と送電線2とが用いられるので送電線全体での抵 抗値はこの2倍となる。 まち 大型ヘアドライヤーは1台で 1500 W 程度の消費電力である。 そこで,100台のヘアドライヤーを 同時にはたらかせるためには 1500 W x 100 = 150kW を消費するとすると, 150kWの電力を送電する必要がある。 図の電源を発電所と考えて送電を行う。 高電圧送電の例として E=50万 V, 低電圧送電の例としてE=6600V を考える。 私たちの自宅近くの電柱には 6600Vで配 電されており,これを変圧器で100Vに降圧して各家庭に配電している。 図の右の点線の枠の部分は, 変圧器や100 台のヘアドライヤーをまとめて模式的に抵抗として表しており,ここで150kWの電力 が消費されるとする。 これを以下では 「まち」とよぶことにする。 50万V で 150kWの電力を送電 すると, 発電所から流れる電流はイAとなる。 6600Vで同じ 150kWの電力を送電 すると, 発電所から流れる電流はウ A となる。図中の 「まち」 に加わる電圧は送電電 圧から送電線1と送電線2における電圧降下を差し引いた電圧となる。 送電線1と送電線 2との合成抵抗は2×(ア)である。 送電電圧が50万Vのときに流れる電流は (イ) A で |Vである。送電電圧が 6600 あるから, 送電線1と送電線2とで生じる電圧降下はエ Vのときの送電線1と送電線2とで生じる電圧降下はオVである。 この結果, 送電電圧が50万Vのときに 「まち」には、ほぼ50万Vに近い電圧が加わる。 しかし、送電電圧が6600Vのときに 「まち」に加わる電圧はカVとなる。この結果, 50万V送電では送電電力 150kW がほぼそのまま 「まち」で消費されるが, 送電電圧が 6600Vのときに 「まち」に加わる電圧は (カ)Vであり, 「まち」で消費される電力は キ kW となり、送電で無視できない電力損失を生じている。 現実の送配電では交流が用いられている。 交流は相互誘導を原理とする変圧器を用いて容易に高電 圧から低電圧を得ることが可能であるからである。 変圧器を用いて高電圧を低電圧化し、各家庭では 100Vまたは 200V程度の電圧で受電を行う。 送電における高電圧のまま各家庭が受電することは危険 であるため, 安全性を考慮し、各家庭では低電圧で電気エネルギーを使用する。 -9-

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Physics Senior High

この問題のク・ケの求め方が分かりません。教えて頂きたいです。

次の文の に入る適切な式, または数値を答えよ。 493. 抵抗の接続 図1のように、 抵抗 R [Ω]の端子間に電圧V[V] を加えたとき, 抵抗に流れる電流は (ア) [A] である。 時間 [s] の間, 抵抗に電圧V[V] を加え続けたときに発生する熱量 は (イ) [J] であり, この間に抵抗を通過する電気量は(ウ) [C], 抵抗で消費される 電力は(エ) 〔W〕である。 図 1 図2のように, R[Q] の抵抗2つを直列に接続 して電圧 V〔V〕 を加えたとき,回路で消費される 電力は(エ) (オ) 倍である。 図3のように. R[Q] の抵抗2つを並列に接続して電圧V[V] を 加えたとき, 回路で消費される電力は (エ)の (カ) 倍である。 また, R [Ω]の抵抗3つを図4 のように接続して電圧 V〔V〕 を加えたとき, 回路 で消費される電力は(エ) の(キ) 倍である。 R [Q] の抵抗 6つを図5のように接続し,回路図5 C 自 の端子間に電圧 V 〔V〕を加えたとき, AB間の電圧 VAB 〔V〕 は BC間の電圧 VBc〔V〕の (ク) 倍,回路で消費される電力は(エ) の(ケ) 倍である。 (山口東京理科大 改) 図 3 R Vab B ヒント 492 (1) (2) 抵抗線 R, R の抵抗値は,それぞれの長さに比例する。 (3) ビーカーB,Dで生じたジュール熱を求め、そこから温度上昇を求める。 493 図5において,各抵抗の接続は直列と並列の組みあわせになっている。 図 2 図 4 Voc

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Physics Senior High

1番(4)なんですけど、普通にAからDまでの時間とDからCまでの時間を足せばいいのかなって思ってたんですけど解答解説見たら何言ってるのかさっぱり分からないので教えて頂けませんか、、?

必解 1. 〈速度の合成> 図のように, 一定の速さで一様に流れる川に浮かぶ船の運動 を考える。船は,静止している水においては一定の速さ Us (us>v) で進み、 また, 瞬時に向きを自由に変えられる。 最初, W 船は船着場Aにいる。 Aから流れに平行に下流に向かって距離 L離れた地点をB, A から流れに垂直に距離 W離れた地点をC, Cから流れに平行に下流に離れた地点をDとする。 船の大きさは 無視できるものとする。 1) 地点AとBを直線的に往復する時間 TB を L, Us, vを用いて表せ。 2) 船首の向きを, AC を結ぶ直線に対してある一定の角度をなすように上流向きに向け, 流 れに垂直に船が進むようにして,地点AとCを直線的に往復する時間 Tc を W, us, v を用 しいて表せ。 (3) L=Wのとき, Tc を TB, us, vを用いて表せ。 また,時間 Tc と TB のうち長いほうを答 えよ。 (4) 船首の向きを, AC を結ぶ直線に対し角度(80) だけ上流向きに向けて地点Aから船 を進めると,地点Dに直線的に到着する。 その後,地点DからCに, 流れに平行に進み、 地点Cに到着する。地点AからDを経由しCまで移動するのに要する時間を W, us, v, 0 を用いて表せ。 [21 東京都立大] C D 船 A B

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