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物理分野の用語と知識の問題

難易度 3公立高校入試の標準レベル中学理科 物理分野の用語と知識

2 個の発光ダイオード A、B を、たがいに逆向きになるように並列につなぎ、ある電源装置につないだ。発光ダイオードは、決まった向きに電流が流れたときだけ光る。

乾電池につないだときは、A、B のうち一方だけが光り続けた。一方、別の電源装置につないで暗い部屋で発光ダイオードをすばやく横に動かしたところ、A と B が交互に点滅して、光の点が点線のように並んで見えた。

この別の電源装置から流れる電流のように、流れる向きと大きさが周期的にくり返し変わる電流を何というか。漢字 2 字で答えよ。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(2 技能)
算数中学高校大学大学院

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  1. 回路の性質と計器の使い方
  2. 電流と磁界・電磁誘導の用語

ヒント

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ヒント 1

発光ダイオードは、電流がどちら向きに流れたときに光るかを考えよう。

ヒント 2

A と B が交互に光るということは、電流の向きがどうなっているということかを考えよう。

ヒント 3

乾電池から流れる、向きが変わらない電流は「直流」とよばれる。これと対になる電流の名前を考えよう。

答えと解説

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交流

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解説を読む

発光ダイオードは、決まった向き(+ 極側の足から − 極側の足へ)に電流が流れたときだけ光る。A と B は逆向きにつないであるので、ある瞬間に光るのはどちらか一方である。

乾電池につないだときに一方だけが光り続けたのは、乾電池の電流の向きが変わらないからである。このように、流れる向きが一定で変わらない電流を直流という。

別の電源装置につないで動かすと A と B が交互に点滅したので、電流の向きが短い時間でくり返し入れかわっていることがわかる。このように、向きと大きさが周期的に変わる電流を交流という。家庭のコンセントから得られる電流は交流であり、発電所の発電機では電磁誘導を利用して交流をつくっている。

なお、交流で 1 秒間にくり返す変化の回数を周波数といい、単位にはヘルツ(Hz)を使う。周波数は回数を表す量であり、電流そのものの名前ではない。

よって答えは 交流 である。

別解

乾電池の電流は向きが一定の直流。逆向きにつないだ 2 個の発光ダイオードが交互に光ったことから、電流の向きが周期的に入れかわっていることがわかる。流れる向きと大きさが周期的に変わる電流は交流(2 字)。

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