4 3 発光ダイオードや豆電球などの明るさと消費電力について調べるため,次の実験1,2を行いま した。これに関して, あとの(1)~(3)の問いに答えなさい。 実験 1 ① 発光ダイオードと豆電球を用いて, 図のような回路を組み立てた。 ② 次に、スイッチSを入れずに、 電圧計の示す値が2.0Vになるよう にして電圧を加えたところ, 豆電 球だけが光り, 電流計は 300mA を示した。 図 電源装置 完 豆電球 ③ ②のあと, スイッチSを入れて から、電圧計の示す値が2.0Vに なるようにして電圧を加えたとこ 発光ダイオード スイッチS 電流計 電圧計 ろ,発光ダイオードと豆電球のどちらも光り, 電流計は320mAを示した。 実験2 ① 100Vで使用したときの消費電力がそれぞれ, 8WのLED電球 (発光ダイオード を使用した電球) と, 60Wの白熱電球を準備した。 2 ①のLED電球と白熱電球にそれぞれ100Vの電圧を加えると、ほぼ同じ明るさ 光った。 ③②の状態を3分間続けたあと、赤外線カメラ (サーモグラフィー) でLED電球と 白熱電球の表面温度を測定したところ、白熱電球はLED電球に比べかなり高温に なっていた。 (1)次の文章は, 実験1の結果について述べたものである。 あとの(a), (b) の問いに答えなさい。 実験1において, ③のときの豆電球の明るさは、②のときの明るさと比べて ✗ これは、③のときに豆電球に流れる電流の大きさが ②のときと比べて y からであ る。また、③のときの発光ダイオードの消費電力は Z Wであった。 (a) 文章中の X にあてはまることばとして最も適当なものを,X群, Y群の ア~ウのうちからそれぞれ一つずつ選び、その符号を答えなさい。 X群 ア 変わらなかった イ 明るくなった ウ暗くなった Y群 ア 変わらなかった イ 大きくなった ウ 小さくなった 1 (b) 文章中の Z にあてはまる最も適当な数値を答えなさい。 (2)実験2の①、②から、家庭において100Vの電圧で使用するとき, 60Wの白熱電球を8Wの LED電球にとりかえることで,消費する電力量を1分間あたり何節約することができるか。 (3)実験2の③の結果から, 実験2の②では, LED電球と白熱電球はほぼ同じ明るさで光るのに、 白熱電球に比べLED電球の消費電力が小さい理由として最も適当なものを、次のア~エのうち から一つ選び、その符号を答えなさい。 ア 光エネルギーに変換される熱エネルギーが白熱電球よりも小さいから。 イ光エネルギーに変換される熱エネルギーが白熱電球よりも大きいから。 ウ熱エネルギーに変換される電気エネルギーが白熱電球よりも小さいから。 エ熱エネルギーに変換される電気エネルギーが白熱電球よりも大きいから。 宅 -3-