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🔬物理クイズ 問題と解説

力学・電磁気・熱力学・量子論など、物理学に関するクイズです。自然界の法則を発見した偉人たちのエピソードも含みます。1210問のうち第361380問を掲載しています(19ページ目/全61ページ)。

  1. 361難易度 ★★★★

    コンデンサーを充電後、電源から切り離して極板間隔を2倍にすると電圧はどうなりますか?

    正解:2倍になる
    解説:電源から切り離すと電荷Qは一定。C=ε₀S/dよりd→2dでC→C/2。V=Q/CよりV→2Vとなり電圧は2倍になります。
  2. 362難易度 ☆☆☆☆

    オームの法則において、電圧V・電流I・抵抗Rの関係式として正しいものはどれですか?

    正解:V=I×R
    解説:オームの法則はV=IRで表されます。電圧(ボルト)=電流(アンペア)×抵抗(オーム)。1820年代にゲオルク・ジーモン・オームが発見しました。
  3. 363難易度 ★★☆☆☆

    導体の電気抵抗Rについて、長さをL、断面積をS、抵抗率をρとしたとき正しい式はどれですか?

    正解:R = ρL/S
    解説:電気抵抗の式はR=ρL/Sです。抵抗は長さに比例し断面積に反比例します。ρは材料固有の抵抗率(単位:Ω·m)です。
  4. 364難易度 ★★☆☆☆

    金属導体の温度を上げると電気抵抗はどうなりますか?

    正解:増加する
    解説:金属では温度が上がると原子の熱振動が激しくなり、電子の移動を妨げるため抵抗が増加します。これは半導体と逆の挙動です。
  5. 365難易度 ★★★☆☆

    電池の起電力をE、内部抵抗をr、外部抵抗をRとしたとき、回路に流れる電流Iは?

    正解:I = E/(R+r)
    解説:内部抵抗rを含む回路では、I=E/(R+r)となります。外部抵抗Rと内部抵抗rの和が全体の抵抗です。
  6. 366難易度 ☆☆☆☆

    1Ωの抵抗に2Vの電圧をかけたとき流れる電流は何アンペアですか?

    正解:2A
    解説:オームの法則I=V/Rより、I=2V/1Ω=2Aです。
  7. 367難易度 ★★★☆☆

    電気抵抗の温度依存性を表す係数を何と呼びますか?

    正解:温度係数
    解説:抵抗の温度変化を表す係数を抵抗温度係数(α)といいます。R=R₀(1+αΔT)で表され、金属では正、半導体では一般に負の値をとります。
  8. 368難易度 ☆☆☆☆

    電圧3V・電流0.5Aのとき、消費電力は何Wですか?

    正解:1.5W
    解説:消費電力P=V×I=3V×0.5A=1.5Wです。電力の単位はワット(W)で表します。
  9. 369難易度 ☆☆☆☆

    直列回路において、各抵抗を流れる電流について正しいものはどれですか?

    正解:すべて等しい
    解説:直列回路では電流の流れる道が一本のため、全ての抵抗に同じ電流が流れます。各抵抗にかかる電圧の和が全体の電圧に等しくなります。
  10. 370難易度 ☆☆☆☆

    並列回路において、各抵抗にかかる電圧について正しいものはどれですか?

    正解:すべて等しい
    解説:並列回路では各抵抗の両端が同じ点に接続されているため、全ての抵抗に同じ電圧がかかります。電流は抵抗の逆数に比例して分流します。
  11. 371難易度 ★★☆☆☆

    3Ωと6Ωの抵抗を並列接続したときの合成抵抗は何Ωですか?

    正解:
    解説:並列接続の合成抵抗は1/R=1/3+1/6=2/6+1/6=3/6=1/2、よってR=2Ωです。並列合成抵抗は最小の抵抗より小さくなります。
  12. 372難易度 ☆☆☆☆

    3Ωと6Ωの抵抗を直列接続したときの合成抵抗は何Ωですか?

    正解:
    解説:直列接続の合成抵抗はR=R₁+R₂=3+6=9Ωです。直列接続では抵抗の値を単純に足し合わせます。
  13. 373難易度 ★★★☆☆

    キルヒホッフの電圧則(KVL)の内容として正しいものはどれですか?

    正解:ループ内の電圧降下の和は起電力の和に等しい
    解説:キルヒホッフの電圧則は「任意の閉ループにおける電圧降下の総和はその中の起電力の総和に等しい」というものです。エネルギー保存則から導かれます。
  14. 374難易度 ★★☆☆☆

    抵抗Rに電流Iが流れるとき、単位時間に発生するジュール熱(電力)Pの式として正しいものはどれですか?

    正解:P = I²R
    解説:ジュール熱(電力)はP=I²Rで表されます。また、P=V²/R=VIとも表せます。発熱量は電流の2乗と抵抗に比例します。
  15. 375難易度 ☆☆☆☆

    100Wの電球を10時間使用したときの消費電力量は何kWhですか?

    正解:1kWh
    解説:電力量W=P×t=100W×10h=1000Wh=1kWhです。電力量の単位kWh(キロワット時)は電気料金の計算に使われます。
  16. 376難易度 ★★☆☆☆

    電力P=100W、時間t=60秒のとき、発生するジュール熱Qは何Jですか?

    正解:6000J
    解説:ジュール熱(エネルギー)Q=Pt=100W×60s=6000Jです。1Wは1J/sなので、ワット×秒=ジュールになります。
  17. 377難易度 ★★☆☆☆

    電力の単位「ワット(W)」について正しい説明はどれですか?

    正解:1秒間に1ジュールのエネルギーを消費する
    解説:ワット(W)は電力の単位で、1W=1J/sです。1秒間に1ジュールのエネルギーを消費(または変換)する割合を1ワットといいます。
  18. 378難易度 ★★☆☆☆

    半導体の電気抵抗は温度が上がるとどうなりますか?

    正解:減少する
    解説:半導体では温度が上がると電子が価電子帯から伝導帯へ励起されてキャリア数が増え、抵抗が減少します。これは金属と逆の挙動です。
  19. 379難易度 ★★★☆☆

    p型半導体の多数キャリアは何ですか?

    正解:正孔(ホール)
    解説:p型半導体はアクセプター不純物(3価の元素)を添加して作られ、多数キャリアは正孔(ホール)です。n型の多数キャリアは電子です。
  20. 380難易度 ★★☆☆☆

    p-n接合ダイオードが電流を流す方向(順方向バイアス)はどれですか?

    正解:p側を正、n側を負に接続
    解説:ダイオードはp側を正(+)、n側を負(−)に接続した順方向バイアスのときに電流が流れます。逆方向バイアスでは極わずかな逆飽和電流しか流れません。

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