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物理 高校生

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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理科 中学生

求め方を教えてください!

5 10 Ωの抵抗器 a と 15 Ωの抵抗器 b及び直流の電源装置 を用いて, 実験1, 2 を行った。 1~6の問いに答えなさい。 〔実験1] 図1のように, 抵抗器 a, bを直列につないだ 回路を作り, 回路全体を流れる電流の大きさや、 抵抗器 a, bを流れる電流と加わる電圧の大きさを調べた。そ の結果, 抵抗器 a, bを流れる電流の大きさは回路全体 を流れる電流の大きさと等しかった。 また, 抵抗器 a, bに加わる電圧の大きさの和は, 電源装置の電圧の大き さと等しかった。 〔実験2] 図2のように、 抵抗器 a, bを並列につないだ 回路を作り, 回路全体を流れる電流の大きさや 抵抗器 a, bを流れる電流と加わる電圧の大きさを調べた。 そ の結果, 抵抗器 a, bを流れる電流の大きさの和は,回 路全体を流れる電流の大きさと等しかった。 また, 抵抗 器 a, bに加わる電圧の大きさは, 電源装置の電圧の大 きさと等しかった。 マイナス 1 実験1で,電流計の500mAの-端子を使って電流 の大きさを測定したところ, 電流計の針は、図3のよう になった。 電流の大きさは何mAか。 電圧 〔V〕 電流 [mA] 1.5 3.0 4.5 6.0 100 200 300 400 電源装置 抵抗器 a 0000 電源装置 X oteth 電圧計 電圧計 0 O 08 10 100 2 表は, 実験1で抵抗器bの両端に加わる電圧の大き さを変え抵抗器bを流れる電流の大きさをまとめた ものである。 表をもとに、 電圧の大きさと電流の大きさ の関係をグラフにかきなさい。 なお, グラフの縦軸には 適切な数値を書きなさい。 0 表 0 3 実験1で, 下線部のような結果になる理由として最も適切なものを,ア~エから1つ選 び, 符号で書きなさい。 ア 抵抗器 a b それぞれに, オームの法則が成り立つから。 イ抵抗器 a, bには, ともに等しい大きさの電圧が加わっているから。 抵抗器 b 図 1 Y 抵抗器 a P 抵抗器 b 抵抗器 b 図2 スイッチ N 電流計 200 図3 スイッチ 電流計 30 300 ウ抵抗器の抵抗の大きさよりも抵抗器bの抵抗の大きさの方が大きいから。 電圧計を除いたとき, 抵抗器 a b を含む回路が枝分かれしていないから。 実験2で, 抵抗器 a, b それぞれを流れる電流の大きさの比を, 最も簡単な整数の比で 10000 40 400 表しなさい。 5 実験 12の回路で, 電源装置の電圧の大きさを同じにして, それぞれの回路の抵抗で 消費する電力量を等しくしたとき、図2の回路に電流を流す時間は, 図1の回路に電流を 流す時間の何倍か。 6 スマートフォンなどに使用されているタッチパ ネルでは,回路を流れる電流の変化を利用して, 接触した位置を特定している。 抵抗器 a, bを用 いて図4の回路を作り, 電源装置の電圧を3.9V にしたとき、電流計は130mAを示した。 次にP と X,Y, Z のいずれかを接続すると, 電流計は 390mA を示した。 PはX, Y, Zのうちのどこ に接続されたか, 符号で書きなさい。 Z 50 m 抵抗器 a 抵抗器 a 抵抗器

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化学 高校生

化学 11.12教えてくださいお願いします

II 次の 10 19 に入れる最も適当なものを,それぞれの解答群から一つ] 選び, 解答欄にマークせよ。 ただし, 同じものをくり返し選んでもよい。 また、原子量 はH=1.00, N = 14.0, 16.0, S = 32.0, Ag=108, Pb=207, ファラデー定数は 9.65 x 104C/mol, 標準状態における気体1molあたりの体積は22.4Lとする。 〔1〕 図のように,酸化鉛(IV)でできた電極Aと, 鉛でできた電極Bの2種類の電極を 希硫酸中に浸して導線でつなぐと、導線に電流が流れる。 このとき,それぞれの電極 10 で では以下のイオン反応式で表される反応が進行しており, 酸化鉛(ⅣV) は 還元される 活物質として機能している。 10 MORZE er [電極A] PbO2 + 4H + + SO4 2- + 2e_ PbSO4 + 2H2O [電極 B] Pb + SO- PbSO4 + 2e → 8.81 (0) この電池を用い, 3.86 A の一定電流で 1.00時間放電を続けると, 放電前と比べて 電極Aの質量は 11 g増加し,電解液(希硫酸)全体の質量は 少した。 12 g減 さらに長時間放電を続けると起電力が低下したため, 電極間をつないだ導線を外し 13 を電極に, 14 て放電を停止し, その後, 外部の直流電源の 電極Bにそれぞれつないで電流を流すことにより,起電力が回復した。 ×② OE & O le a @ 導線 電極 A 酸化鉛 ->>> (IV) 電流計 SS @ 電極 B 電解液(希硫酸) 鉛 81 at ded)st @ af

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化学 高校生

電気分解についてです。陰極での反応の部分で、•cu2+,Ag+のようにイオン化傾向が小さい……… と書かれているものがありますが、このイオンというものは水溶液中に存在するものなのでしょうか???教えていただきたいです

分 dix キ 電気分解 electrolysis D 電気分解 ようゆうえん ゆうかいえん 外部 ●電気分解 電解質の水溶液や高温の溶融塩(融解塩)に電極を入れ, さんかかんげん から直流電流を流すと,各電極で酸化還元反応を起こすことができる。 でんき ぶんかいでんかい。 れを電気分解 (電解) という。 電気分解は,これまでに学習した電池とは逆 に,電気エネルギーを使って化学反応を起こす操作といえる。 ●電気分解のしくみ 電気分解では,直流電源(電池) の負極につないだ電 いんきょく ようきょく 極を陰極,正極につないだ電極を陽極と呼ぶ。電気分解の電極には、ふっ う化学的に安定な白金 Pt や黒鉛C を用いる。 こくえん 電解質水溶液の電気分解では,陰極と陽極で次のような反応が進行する。 電子を受ける。 《陰極での反応》 電子が流れ込む陰極では,最も還元されやすい物質 が電子を受け取る (還元反応)。 .2+ ・Cu²+,Ag+ のようにイオン化傾向が小さい金属イオンが存在する 場合は,これらが還元されて, Cu や Ag が析出する。 せきしゅつ ・K+ や Na* のようなイオン化傾向の大きい金属イオンが存在する場 合は,これらの金属イオンは極めて還元されにくいので、代わりに H2O(酸性溶液では H*)が還元されて,H2 が発生する。 《陽極での反応》 電子が流れ出す陽極では,最も酸化されやすい物質 が電子を失う (酸化反応)。 【白金,炭素を陽極にした場合】 ・水溶液中にCI やⅠ などのハロゲン化物イオンが存在する場合は, これらが酸化されて, Cl2 や I2 が生じる。 ・水溶液中に SONO3 などが存在する場合は、代わりにH2O (塩基性溶液ではOHT) が酸化されて O2 が発生する。 【白金や炭素以外の金属を陽極にした場合】 ・その金属自身が酸化されて, 陽イオンとなって溶け出す。 15 5 10 25 of ev ta TU オ 20

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理科 中学生

3・4教えてください。 答えは 3 X86.4       Y360     4 C

3 直流電源, 電流計,電圧計を用いて, 図1のような回路をつくり、電熱線の両端の電圧と電熱線を流れる電流 を測定しました。2種類の電熱線a, bについて。 電圧と電流の関係を調べ、その結果を図2に表しました。下 の文章は,このときの生徒の会話の一部です。 これについて, あとの1~4に答えなさい。 図2 [A] 0.6 図1 P 電源装置 par電流計 O 13 電熱線発売 (A) 電圧計 0.5 0.4 流 0.3 0.2 0.1 電熱線a 電熱線♭ 0 2 4 6 8 10 電圧 図3 電熱線 a A 電熱線 b B ンを左右の2 ① 電熱 a At Colos 電熱線 D ン 卓也:図2のグラフの数値とオームの法則を使えば,電熱線aと電熱線bの抵抗は求められるかな。表 直樹:電圧〔V〕=電気抵抗〔R〕×電流〔I〕を変形すれば,求められるよ。「 かち上 人:島 卓也:図3と図4は電熱線のつなぎ方が異なっているね。 図3が ① つなぎ,図4は②つなぎで,図 kiblok 3の回路は③が一定になり,図4の回路は④が一定になるんだよね。 ⑦ 直樹:それでは図3のように接続した電熱線を,図1のイと回に接続し, A・Bのビーカーの中の水の温度 をはかってみよう。 次に、図4のように接続した電熱線を、図1のとに接続し, CDのビーカ SPIDE se X LEA 一の中の水の温度をはかってみよう。 400 18 20% 18&SES MUTTA AJ 1 電熱線aと電熱線bの抵抗の大きさの比を, 最も簡単な整数の比で表しなさい。 2 文章中の ① その記号を書きなさい。 116 ア ① 並列②直列 ③ 電流 ④電圧 イ ① 並列②直列 ③ 電圧 ④電流 ウ ① 直列②並列 ③電流 ④電圧 ① 直列 ② 並列 ③電圧 ④電流 3 文章中の下線部について, A・Bのビーカーに100gずつの水を入れ、電源電圧を6.0Vに調節し,5分間 電流を流した場合,Aのビーカーの電熱線aの発熱量は何Jですか。また, 下線部について,同じように, 00 0x suda 184 CDのビーカーに100gずつの水を入れ, 電源電圧を6.0Vに調節し,5分間電流を流した場合, Dのビーカー の電熱線bの発熱量は何ですか。に 105264SLO 4 3の問いのとき,A~Dのビーカー内の水温が一番高くなったのはどれですか。その記号を書きなさい。 455 ④に当てはまる語の組み合わせとして正しいものを,次のア~エの中から選び, AUROR

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