中学2年 総合テスト(第5回) 理科 模範解答・解説
範囲:電流とその利用  満点 100点
配点 合計 100点(知識・技能 50点/思考・判断・表現 50点)
知識・技能=知技1〜知技5 各(2点×5=10点) … 10×5=50点
思考・判断・表現=考1(7点)・考2(7点)・考3(9点)・考4(8点)・考5(6点)・考6(6点)・考7(7点)… 計 50点
※ 考1(1)・考2(1) は1点。考3(3)・考7(2) の記述は3点。それ以外はすべて2点。
知技 1回路と電流・電圧の測定(2点×5=10点)
(1)アンペア記号は A。「A」だけの解答は不可(名称を問うている)。
(2)+極側電流計・電圧計の+端子は電源の+極側、−端子は−極側につなぐ。逆につなぐと針が左にふれて計器をこわす。
(3)ア(直列につなぐ)電流計は抵抗がきわめて小さい。並列につなぐと大きな電流が流れてこわれる。
(4)350 mA−端子が500 mA なので、上の0〜50の目もりを10倍して読む。針は35をさしているので 35×10=350 mA。
(5)ウ(5 A)まず最も大きい端子につなぐ。針のふれが小さすぎたら 500 mA、50 mA と順につなぎかえる。
知技 2電気抵抗と電流・電圧(2点×5=10点)
(1)オームの法則V = R × I の関係。
(2)導体逆に、電気抵抗がきわめて大きく電流をほとんど通さない物質を不導体(絶縁体)という。
(3)R = V ÷ IR = V/I と書いてもよい。
(4)R = R₁ + R₂直列では、全体の抵抗は各抵抗の和になる。
(5)イ並列では電流の通り道が増えるので、全体の抵抗は最も小さい抵抗よりさらに小さくなる。1/R=1/R₁+1/R₂。
知技 3電力・電力量・熱量(2点×5=10点)
(1)直流向きが周期的に変わる電流は交流。家庭のコンセントは交流。
(2)電力〔W〕=電圧〔V〕×電流〔A〕P = V × I と書いてもよい。
(3)ジュール記号は J。1 J は 1 W の電力を1秒間使ったときの熱量。
(4)1000 Whk(キロ)は1000倍を表す接頭語。
(5)ア「100 V の電圧を加えたときに 600 W を消費する」という意味。加える電圧が変われば消費電力も変わる。
知技 4電気の性質と電流の正体(2点×5=10点)
(1)静電気(摩擦電気)どちらでも正解。
(2)ア(引き合う)同じ種類どうしはしりぞけ合い、異なる種類どうしは引き合う。
(3)放電「空中放電」は不可。「真空放電」は、真空に近い管内での放電に限る語。
(4)陰極線(電子線)どちらでも正解。−の電気をもつ電子の流れ。
(5)ウ(+極の側に曲がる)陰極線は−の電気をもつので、+極に引かれる。これが電子が−の電気をもつ証拠になる。
知技 5電流と磁石のはたらき(2点×5=10点)
(1)磁界(磁場)どちらでも正解。
(2)磁力線N極から出てS極に入る向きにかく。
(3)右ねじの法則電流の向きにねじを進めるとき、ねじを回す向きが磁界の向き。
(4)電磁誘導このとき流れる電流を誘導電流という。
(5)エ(磁石を速く動かす)誘導電流を大きくするには、①磁石を速く動かす、②磁力の強い磁石を使う、③コイルの巻数を多くする。
知識・技能 小計 50点
1 / 3
考 1直列回路((1)1点・他2点 計7点)
(1)60 Ω 〈1点〉直列なので R = 20 + 40 = 60〔Ω〕
(2)0.2 AI = V ÷ R = 12 ÷ 60 = 0.2〔A〕
(3)4 V直列なので R₁ にも 0.2 A が流れる。V₁ = 20 × 0.2 = 4〔V〕(4.0 V も可)
(4)1.6 WR₂ の電圧 V₂ = 40 × 0.2 = 8〔V〕。 P = 8 × 0.2 = 1.6〔W〕
(V₁+V₂=4+8=12 V となり、電源の電圧と一致することを確かめる)
考 2並列回路と回路図((1)1点・他2点 計7点)
(1)0.6 A 〈1点〉並列なので R₃ にも電源と同じ 12 V が加わる。I₃ = 12 ÷ 20 = 0.6〔A〕
(2)1 AI₄ = 12 ÷ 30 = 0.4〔A〕。全体は I = 0.6 + 0.4 = 1〔A〕(1.0 A も可)
(3)12 ΩR = V ÷ I = 12 ÷ 1 = 12〔Ω〕。20 Ω・30 Ω のどちらよりも小さくなっていればよい。
(4)右の図のとおり 採点のポイント ①電源・スイッチ・抵抗器・電流計が1つの輪(直列)になっている ②電圧計だけが抵抗器と並列につながれている ③電気用図記号が正しい(電源は長短2本の線、電流計は◯の中にA、電圧計は◯の中にV、抵抗器は長方形)。
①②③それぞれが満たされていなければ減点。電流計を並列、電圧計を直列にかいたものは0点。
A V 電源 スイッチ 抵抗器 電圧計 電流計 + -
考 3電流と電圧の関係((3)3点・他2点 計9点)
(1)20 Ωグラフより、P は 6.0 V のとき 0.30 A。R = 6.0 ÷ 0.30 = 20〔Ω〕
(2)0.09 AQ は 6.0 V のとき 0.12 A なので R = 6.0 ÷ 0.12 = 50〔Ω〕。
I = 4.5 ÷ 50 = 0.09〔A〕(グラフから 4.5 V のときの値を直接読み取ってもよい)
(3)記号=Q
理由=同じ大きさの電圧を加えたとき、Q のほうが流れる電流が小さく、電気抵抗が大きいから。〈3点〉
採点のポイント ①記号 Q が正しい(1点) ②「同じ電圧のとき」という比較の条件が書けている(1点) ③「電流が小さい/抵抗が大きい」にふれている(1点)。
「グラフのかたむきが小さいから」だけの解答は②③をあわせて1点。
(4)0.42 A並列なので P・Q のどちらにも 6.0 V が加わる。
I = 0.30 + 0.12 = 0.42〔A〕
考 4電熱線の発熱(2点×4=8点)
(1)9 WP = V × I = 6.0 × 1.5 = 9〔W〕(9.0 W も可)
(2)2700 J5分=300秒。Q = P × t = 9 × 300 = 2700〔J〕。時間を「5」のまま計算して 45 J とする誤りが多い。
(3)エ表より上昇温度は 0、1.2、2.4、3.6、4.8、6.0〔℃〕と1分あたり 1.2 ℃ ずつ一定に増える。
したがって原点を通る直線(比例)になる。
(4)2.25 A電熱線の抵抗 R = 6.0 ÷ 1.5 = 4.0〔Ω〕。
I = 9.0 ÷ 4.0 = 2.25〔A〕
2 / 3
考 5家庭の電気器具と電力量(2点×3=6点)
(1)100 Wh5分 = 5/60 時間 = 1/12 時間。
電力量 = 1200 × 1/12 = 100〔Wh〕(=0.1 kWh)
(2)C(ドライヤー)同じ時間なら、電力量の大小は消費電力の大小で決まる。
1200(B)>1000(C)>800(E)>150(A)>8(D)なので、2番目は C。
(3)A(テレビ)I = P ÷ V。A は 150 ÷ 100 = 1.5〔A〕。
B は12 A、C は10 A、D は0.08 A、E は8 A。
考 6電流と方位磁針のふれ(2点×3=6点)
(1)北電流は紙面の手前向きなので、右ねじの法則より、真上から見た磁界は反時計回りになる。
導線の東側の点での磁界の向き(反時計回りの接線)は北。方位磁針の N極は磁界の向きを指す。
(2)イ(東)電流がもとの向きのとき、磁界は反時計回りなので、北側の B は西を指す。
電流を逆向きにすると磁界も逆の時計回りになるので、B は東を指す。
(3)(例)導線に流れる電流を大きくする。 採点のポイント 「電流を大きく(強く)する」または「導線に近づける」のどちらかが書けていれば2点。
「コイルにする(導線を何回も巻く)」も正解とする。「電圧を上げる」だけは1点。
考 7コイルと磁石、送電((2)3点・他2点 計7点)
(1)イ(左にふれる)近づける磁極を逆にすると、コイルの内部の磁界の変化が逆になるので、誘導電流の向きも逆になる。
(同じ N極を「遠ざけた」場合も、同様に左にふれる。)
(2)(例)同じ電力を送るとき、電圧を高くすると送電線に流れる電流が小さくなり、送電線で熱として失われる電気エネルギーが少なくなるから。〈3点〉 採点のポイント ①「電流が小さくなる」(1点) ②「熱(として失われるエネルギー)が少なくなる」(1点) ③①と②が因果関係でつながっている(1点)。
「電流」「熱」の2語のうち一方が欠けている解答は最大1点。「電気が速く伝わるから」などは0点。
(3)50 AP = V × I より I = P ÷ V = 100000 ÷ 2000 = 50〔A〕
(同じ 100 kW を 100 V で送ると 1000 A となり、20倍の電流が流れてしまう。)
思考・判断・表現 小計 50点 / 合計 100点
■ 出題構成(全50問・100点)
大問数 12(知技5・考7)/小問数 50/満点100点(知技50・考50)
設問形式語句記入記号選択計算記述説明作図計
問 数1712173150
割 合34%24%34%6%2%100%
■ 記号選択問題の正答一覧(かたよりの確認用)
知技1(3)ア・知技1(5)ウ・知技2(5)イ・知技3(5)ア・知技4(2)ア・知技4(5)ウ・知技5(5)エ
考4(3)エ・考5(2)C・考5(3)A・考6(2)イ・考7(1)イ
→ ア3問/イ3問/ウ2問/エ2問/A・C各1問
■ つまずきやすいところ
・熱量の計算(考4(2))… 時間を秒に直し忘れる誤りが最も多い。
・電力量の計算(考5(1))… 時間を時間(h)の単位に直す。分のまま計算しない。
・並列回路(考2・考3(4))… 各抵抗に電源と同じ電圧が加わること、電流は枝分かれして和になることを確認する。
・右ねじの法則(考6)… 紙面の手前向きの電流 → 真上から見て反時計回り。指で確かめる習慣をつける。
3 / 3