理 科
【間 4) 各問いに答えなさい。
1 太郎さんは、クリスマスツリーなどに使われる飾りの電球が、豆電球から発光ダイオード(LED)に
変わったことに興味をもち、これらの性質を比べるために、次のような観察と実験を行った。
(3) 実験1で、回路全体の電球の数を増やすにつれ,電球1つあたりで消費する電力はどのように
変化するか、簡潔に書きなさい。
(4) 表1と表2とを比べてわかることをまとめた次の文のあ~|
うに当てはまる言葉の組み
(観察) 市販されている飾りの導線のカバーを取り除くと。
合わせとして最も適切なものを、下のアーエから1つ選び,記号を書きなさい。また。|えに
当てはまる値を,小数第2位を四防五人して,小数第1位まで書きなさい。
図1
図1のように、LEDが直列につながっている部分があった。
LED
A
日
(実験1
の 図2のような回路をつくった。PとQは電流計,電圧計
豆電球と豆電球型のLEDを比べると,回路全体の電球の数が等しいとき、いずれの場合も
明るく光るのはあであるが、消費電力はいの方が、うと言える。例えば、それぞれ2つ
の電球をつないだ場合,いを用いた回路の消費電力は、
図2
(P
のいずれかである。
の回路全体の電球に加える電圧を3.0Vとし、同じ電球を
あを用いた回路のえ倍となる。
|n
D
図3のように直列に1つずつ増僧やしながら, 1つの電球
に加わる電圧と流れる電流の値,電球の明るさを調べ。
あ豆電球
い豆電球型のLED
ア
「う
大きい
イ
あ豆電球
い豆電球型のLED
う小さい
図3
表1にまとめた。
ウ
あ豆電球型のLED
い豆電球
|う大きい
図2の回路で、豆電球を豆電球型のLEDに交換し、
実験1ののと同様の操作で調べ,表2にまとめた。
あ豆電球型のLED
い豆電球
(5))図4で、LEDに,1.8Vの電圧が加わり20 mA の電流が流れるようにしたい。X,Yのいずれの
エ
う小さい
toto-O-0
回路を用いればよいか、書きなさい。また,何Ωの抵抗器を用いればよいか、整数で書きなさい。
表1
表2
回路全体の
電球の数
回路全体の
電球の数
1
2
3
1
2
3
I 図6は、音が海底ではね返る現象を利用して、.海底の地形を査するようすを示したものである。
電圧(V)
3.0
1.5
1.0
電圧(V)
3.0
1.5
1.0
調査船は区域ごとに、停止したまま音の発信とはね返った音の検知を行っている。表3は,一直線上に
ある区域E~Iにおける調査の結果である。ただし、水中で音が伝わる速さは 1500m/秒とし,海流の
速さや水温などによる影響を受けないものとする。
電流(A)
0.60
0.40
0.32
電流(A)
0.50
0.18
0.03
上から見た
豆電球型の
LEDの
明るさ
上から見た
豆電球の
明るさ
少し明るい
同い
非常に聞い
非常に明るい
明るい|
少し明るい
図6
表3
E
F
G
音を発信してから,はね返った音を
区域
検知するまでに要した時間
H
1
太郎さんは、表2で、電流の値の変わり方が豆電球の場合と比べて大きいことに気づき、LEDの性質を
調べたところ,LEDは流してもよい大きさを超えた電流を流すと寿命が短くなることを知った。そこで、
抵抗器を用いてLEDに加わる電圧と流れる電流の大きさを調整しようと,次のような実験を行った。
ー調査動
E
4.60 秒
F
4.50 秒
(実験2) 図4のX, Yのような回路
図4
G
4.40 秒
LED
H
4.50 秒
をつくり、電源装置の電圧を3.0 V
X
Y
I
4.45 秒
とし、LEDに電流を流した。
電題営 イッチ
(1) 音の性質として最も適切なものを、次のア~エから1つ選び、記号を書きなさい。
7 音が空気中を伝わる速さは、水中と等しい。イ 音が空気中を伝わる速さは、水中よりも速い。
音は、気体と液体の中だけを伝わる。
(2) Gにおける海底までの深さは何mか、整数で書きなさい。
(1) 直列回路の特徴を説明したものとして最も適切なものを,次のア~エから1つ選び、記号を
ウ
ェ 音は、気体や液体、固体の中を伝わる。
書きなさい。
ア 図1の日点で導線が切れると,B点までは電流が流れる。
イ 図1の日点で導線が切れると, A点もC点も電流が流れない。
(3) 表3より、E~1における海底の地形を模式的に表したものとして最も適切なものを,次の
ア~エから1つ選び、記号を書きなさい。
ウ 40 W 用と60 W 用の電球を直列につないで電流を流すと,電球の明るさはともに等しくなる。
ア
イ
EFGHI
ウ
「EFGH」
エ
I 40 W用と 0W用の電球を直列につないで電流を流すと,電球に加わる電圧はともに等しくなる。
EFGHI
EFGH」
(2) 図2のD点とつながっている導線は、図5の
図5
ア~エのいずれか、最も適切なものを1つ選び、
ア
ウ
記号を書きなさい。
エ
電流計
電圧計
音がはね込った点
