物理の直流回路と交流回路の問題です。

あるAEDが一回の電気ショックで出すエネルギーを135J、発する電圧を1500Vとし、AEDで電流が流れる人体の部分の電気抵抗を50Ωとした場合、流れる電流の大きさと電流が流れる時間の組み合わせとして、最も適当なものを一つ選べ。

１、電流：３A、時間：0.3秒
２、電流：３A、時間：0.０3秒
３、電流：３０A、時間：0.3秒
４、電流：３０A、時間：0.０3秒
５、電流：３０A、時間：0.００3秒
６、電流：３A、時間：0.００3秒

という問題です。
よろしくお願いします。

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2020/01/15 00:26

エネルギー「ジュール：J」とは、電力「ワット：W」を時間積分したものです。

　1 [J] = 1 [W･s]
　1 [W] = 1 [J/s]

これが分かれば
　135 [J] = 135 [W･s]
であり、電力：W は電圧と電流の積ですから、人体を流れる電流が
　1500 [V] / 50 [Ω] = 3 [A]
より
　1500 [V] × 3 [A] × t [s] =135 [W･s]

よって、
　t = 135/4500 = 0.03 [s]

以上から、「電流 3 A、時間 0.03 s」です。
選択肢では「２」。

No.2 ベストアンサー 回答者： masterkoto 回答日時： 2020/01/15 12:39

求める電流をI,時間をtとすると

まずはオームの法則から
I=V/R=1500/50=30[A]ですから選択肢①②⑥は脱落です

次に、電力(P)＝電圧ｘ電流　[W]なので
この問題では
P=1500・I です
Pの単位：ワットは変換すると[J/S]ですので
電力Pでt秒間通電したときに発生するエネルギーE[J]は
E=Ptです
従って、この問題にあてはめれば
E=(1500I)tより
135=1500It（1500It=135)です
1500を移項すれば
It=135/1500=9/100=0.09 ですから
残った選択肢のうち積が0.09である物を見つければ良いのです
実際に選択肢を見れば
⑤30x0.003=0.09　が良さそうだという事が分かるかと思います

この回答へのお礼

分かりやすくて詳しい解説ありがとうございます！

お礼日時：2020/01/18 06:19

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2020/01/15 13:20

No.1 です。

ああ、寝ぼけて計算をミスっていますね。

訂正して全文再掲します。

エネルギー「ジュール：J」とは、電力「ワット：W」を時間積分したものです。
　1 [J] = 1 [W･s]
　1 [W] = 1 [J/s]

これが分かれば
　135 [J] = 135 [W･s]
であり、電力：W は電圧と電流の積ですから、人体を流れる電流が
　1500 [V] / 50 [Ω] = 30 [A]　　　　　　　　　　　　　　　　　←この計算を訂正
より
　1500 [V] × 30 [A] × t [s] =135 [W･s]

よって、
　t = 135/45000 = 0.003 [s]

以上から、「電流 30 A、時間 0.003 s」です。
選択肢では「５」。

No.4 回答者： masterkoto 回答日時： 2020/01/15 13:45

＃２です

説明が不適切でしたから再投稿

電力P[W]とは
1秒当たりに生じる電気のエネルギーのことです
つまり　P[W]で1秒間経過すれば生じるエネルギーはP[J]です
従って、P[W]でt秒間経過すれば生じるエネルギーはPt[J]です
#2途中で　W=Ptと言う式が現れるのはこのような理由からです

No.5 回答者： n556 回答日時： 2020/01/15 17:09

答えは５です。

No.6 回答者： himagene 回答日時： 2020/01/16 17:30

AEDはコンデンサーに貯めた電荷を放電しているので、単純に見るとCR放電の過渡現象ね。

ぴったりな答えはないが、もっとも近いものは(5)。