大問Ⅱ　電球の電流電圧特性のグラフ読み取り、直列回路の電圧配分、消費電力、出力電流が頭打ちになる電源の扱い電磁気（非直線抵抗の直流回路・太陽電池）・難易度 標準　

13 ⑤（0.50）

　図2の電流電圧特性のグラフで、電流が 100 mA のところの電圧を読みとると 0.50 V である。

　電球は非線形な素子なのでオームの法則で計算せず、必ずグラフから読みとる。

14 ⓪（10）

　直列回路なので可変抵抗Aにも 100 mA = 0.100 A が流れ、電源の起電力はAとBの電圧の和に等しい。

　1.5 = 0.100×R_1 + 0.50 より R_1 = 1.0÷0.100 = 10 Ω。

15 ③（5.0×10^-2）

　消費電力は（電圧）×（電流）である。

　電球Bでは 0.50 V × 0.100 A = 5.0×10^-2 W となる。

16 ⑤（0.50）

　電球Bに 100 mA が流れているので、図2より電球Bの電圧は 0.50 V である。

　可変抵抗Aの値が 0 Ω なのでAには電圧がかからず、太陽電池Dの端子電圧も 0.50 V になる。

　実際、図3(b)でも端子電圧 0.50 V のとき出力電流は 100 mA であり、つじつまが合う。

17 ③（5.0×10^-2）

　P_1 = 0.50 V × 0.100 A = 5.0×10^-2 W である。

18 ④（6.0）

　図3(b)より、太陽電池Dは端子電圧が 1.1 V 以下なら 100 mA を流し続け、1.1 V をこえると出力電流が減る。

　電流が 100 mA のままなら電球Bの明るさは変わらないので、暗くなり始めるのは端子電圧が 1.1 V に達するときである。

　そのとき電球Bの電圧は 0.50 V だから可変抵抗Aの電圧は 1.1 - 0.50 = 0.60 V で、R_2 = 0.60÷0.100 = 6.0 Ω。

19 ⓐ（1.1）

　18 で考えたとおり、明るさが変わり始める境目は太陽電池Dの端子電圧が 1.1 V に達したときである。

　図3(b)の折れ曲がりの点がこの値にあたる。

20 ⑥（1.1×10^-1）

　可変抵抗Aと電球Bで消費される電力の和は、太陽電池Dが外部に供給する電力、すなわち（端子電圧）×（電流）に等しい。

　P_2 = 1.1 V × 0.100 A = 1.1×10^-1 W である。

21 ⓪（20）

　図3(b)の右下がりの直線は (1.1 V, 100 mA) と (1.3 V, 0 mA) を結ぶので、電流 50 mA のときの端子電圧は 1.2 V である。

　図2より電流 50 mA のときの電球Bの電圧は 0.20 V である。

　よって可変抵抗Aの電圧は 1.2 - 0.20 = 1.0 V で、R = 1.0÷0.050 = 20 Ω。

22 ②（P_1<P_3<P_2）

　P_3 = 1.2 V × 0.050 A = 6.0×10^-2 W である。

　P_1 = 5.0×10^-2 W、P_2 = 1.1×10^-1 W なので、小さい順に P_1 < P_3 < P_2 となる。