GWCB012 問題1
問題文
電球に流れる電流と消費電力
問題文
抵抗の値が一定とみなせる電球に、直流電源から電圧を加える回路がある。電球の両端に加わる電圧を V、電球に流れる電流を I、電球で消費される電力を P とする。オームの法則および電力の定義式を用いて、電球に加わる電圧 V と電球の抵抗 R から、消費電力 P を求める式を導き、その値を計算せよ。
制約
- V=6.0 V
- R=12 Ω
入力形式
電球で消費される電力 P(単位:W)の値を 100 倍した自然数を答えよ。
解説
解説
使用する物理法則と公式
-
オームの法則 回路に流れる電流 I は、加わる電圧 V に比例し、抵抗 R に反比例します。 I=RV
-
電力の定義 電球で消費される電力 P は、加わる電圧 V と流れる電流 I の積で表されます。 P=V⋅I
消費電力の導出
電力の式 P=V⋅I に、オームの法則 I=RV を代入します。
P=V⋅(RV)=RV2
数値計算
制約より、V=6.0 V、R=12 Ω です。これらを上の式に代入します。
P=126.02=1236=3.0 W
解答の計算
求めた電力 P=3.0 W を 100 倍した値を計算します。
3.0×100=300
入力すべき自然数は 300 です。