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V 光の反射と電気に関する次の問いに答えなさい。
1 図1のように, 光源装置から出出る光を反射面が平らな鏡Mに
当てて、光の反射について調べた。図1の鏡Mは, 回転の軸を
中心に回すことができ、 光源装置から出る光の向きは変えるこ
とができる。また,図2は図1の装置を真上から見たときのよ
うすである。
(1) 図1の鏡Mを固定し、 光源装置から出る光の向きを変えな
がら、厚紙上の点Pから光を鏡Mに当てた。 このとき, 鏡
M で反射した光が通る点として適切なものを,図2の厚紙上
の点A~Eからすべて選んで, その符号を書きなさい。
(2) 光源装置から出る光の向きを変えずに, 図1の鏡MをRの
向き(反時計回り)に回転させ, 光源装置から出る光が鏡Mで
反射しているときの入射角と反射角の和が90°になるようにし
た。図1の鏡MをRの向き(反時計回り)にさらに回転させる
と、入射角と反射角の和は40°になった。このとき鏡Mを回
転させた大きさは何度か, 求めなさい。ただし, 答えの数の範
囲は0°以上 50°以下とする。
図1
回転の軸
鏡M
光源装置
回転の向きR、
台、
反射面
厚紙
光源装置の光
反射した光
図2
光源装置-
ロ
厚紙
+A
*B
*C
鏡 M:の反射面
*E
*D
2 Sさんは,日本の各家庭のコンセントの規格を調べると, コ
ンセントにつながれたすべての機器に 100Vの電圧がかかるよ
うに決められていることがわかった。 また, 機器に大きな電流が流れると危険であるため, プレーカーと
いう装置を用いて機器に電流が過剰に流れるのを防いでいることもわかった。 このことに興味をもったS
さんは, Sさんの部屋のコンセントに消費電力が1000W と表示されている電気ポットと, 500Wと表示
されているオープントースターをつなぎ, それぞれスイッチを入れた。その後, 同じ部屋の別のコンセン
トにドライヤーをつなぎ, スイッチを入れるとプレーカーが切れた。 なお, Sさんの部屋のプレーカーは
20Aの電流が流れると切れるようになっており, コンセントの電圧の規格は 100Vであった。 また, 機器
に表示されている消費電力は, 機器に 100Vの電圧がかかったときの値を示すものとする。
(1) ブレーカーが切れたとき、 このドライヤーの消費電力は最低でも何 Wか. 求めなさい。
(2) Sさんは, 実際に機器どうしを直列につなぐことは難しいが, 直列
につなぐことができたと仮定したときの電気回路について考えてみた。
オープントースターと 25℃の水を500mL 入れた電気ポットを直列に
つなぎ,電源装置の電圧を100Vにして, 電気ポットの水を沸騰させ
て100℃にした。図3はこのときの回路図を示したものである。 この
とき,沸騰させるのにかかる時間はおよそ何分か。 小数第1位を四捨
五入して整数で求めなさい。 ただし, 発生する熱量はすべて水の温度
上昇に使われたものとする。 また, 水1g31mL とし, 水1gを1℃
上昇させるのに必要な熱量を4.2] とする。
図3
電源装置
オープン
トースター
電気
ポット