Question

あべひろし

この問題の⑵から⑸がわかりません！
誰か解答解説お願いします！

4 次の [1] [II] に答えなさい。
[1] 秋さんは、授業で学習した消費電力について、家庭で使っている電気器具を調べることにした。
一人では心配なので先生に話を聞きながらまとめることにした。 まず。
秋さんは、自宅で使っている電気ケトルの性能について考えることに
した。 右の図1は、電気ケトルに書かれていた表示である。 電気ケト
ルは、少量の湯を短時間で沸かすことができる電気器具である。 電気
ケトルの内部には電熱線があり、スイッチを入れると水があたたまる
構造になっている｡ほかに、毎日使うオープントースターには消費電力 900Wと表示されてい
【先生と秋さんの会話】
先生 理科の実験では直流電源装置を使ったけれど 家庭の電源は交流です。
秋さん:そうですね。 家庭に供給されるのは交流電流で、電圧 Ⅱ オープントースター
は100Vだと思います。 また、 家庭内の電気配線は、電
電気ケトル
気器具が並列になるように接続されていると思います。
図I
定格電圧 100V
定格周波数 50 60Hz
定格消費電力 1200W
最大容量 0.8L
先生 その通りです。
秋さん: 家で電気ケトルとオープントースターは、毎朝使って
いるんですが 2つの電気器具を図のように延長
コードにつないでもいいのでしょうか。
先生 そんなつなぎ方をしては危ないよ。 延長コードの表示
には｢合計 1500Wまで」 と書いてあるでしょう。 電気
ケトルは1200Wで, オープントースターは 900Wと表
示されていたよね。 延長コードを使っても並列に接続され、つないだ電気器具の電力
の合計が表示をこえると、 延長コードが過熱して, 火災になる危険があるんだよ。
秋さん: えっ、そうなんですか｡ 「タコ足配線は危ない」 ってよく聞くけれど､ 2つくらいの
電気器具だったら大丈夫だと思っていました。
/cov
bicy
12 A 50
かいてみると分かりやすいよ。
先生: それが大丈夫とは限らないんだ｡ 図Ⅲのような回路図に
は抵抗で は
交流電源だよ。 回路図Aは電気ケトルだけを接続した場
合で、 回路図Bは電気ケトルとオープントースターを接
続した場合だよ｡ では、回路図AとBの抵抗や電流の大
きさはそれぞれどうなるか考えてみよう。
図Ⅲ
A
コンセント
延長コード
(合計 1500Wまで)
X+
B
ZPOV
AA
(1) 図Ⅲの回路図 A. Bの抵抗と電流の大きさについてまとめた秋さんのあとの文中の @
b に入れるのに適している語をそれぞれ次のア、イから一つずつ選び､記号を○で囲みな
さい。
ア 大きく
イ 小さく
【秋さんのまとめたこと】
回路図Aは電気ケトルだけなので直列回路 回路図Bは2つの電気器具をつないでいるので
並列回路である。よって､回路全体の抵抗を考えた場合､回路図Aよりも回路図Bのほうが
@ なるということは,点Xに流れる電流に比べて点Yに流れる電流は なる。 家
庭内の電気配線では, 電気器具が並列に接続されるので、接続される電気器具が多いほど回路
全体の抵抗がなり電流が ⑤ なるから危険なのである。
(2) 図の回路図Bの全体の抵抗の大きさは何Ωであったと考えられるか 小数第1位まで求めな
さい。 ただし、回路に接続されている電源が交流電源であっても、回路全体の抵抗の求め方は直
流電源の場合と変わらないものとする。
ⅡI] 電流回路と発熱量. 電流と磁界について 次の実験1.2を行った。
【実験1】 ・発泡ポリスチレンのカップに室温と同じ温度の水を100gずつ入れた。 図のような装
置を用意して、電熱線PQに電流を流して水の上昇温度を測定した。 スイッチ①だけを閉じ,
電熱線Pに 6.0Vの電圧を加えて、水をときどきかき混ぜながら1分ごとに水の温度を測定した。
このとき､電流計は15Aを示した。 次に、スイッチ② だけを閉じて電熱線Qも同様の操作を行っ
て図Vのグラフの結果を得た。

00
次に、カップの水を入れ替えてと同じ温度
の本を100gずつ入れた。 スイッチ①だけを閉
じて電熱線Pに6.0Vの電圧を加えて水をとき
どきかき混ぜながら水の温度を測定した。 しば
らくしてスイッチ ② も閉じて水の上昇温度
定した。 このとき、スイッチ②を閉じてから1
分経過したとき、電熱線P.Qを入れたカップ
の水の温度を比べると、電熱線を入れたカッ
プのほうが10℃高かった。
100
Las coog
SPRZ
KA
100
1080×
(3) スイッチ①.② の2つとも閉じたときの回路全体の抵抗は何と考えられるか､小数第1位
まで求めなさい。
*
ココイル L
[電流計
U字形石
(****)
石
図V
検流計
CARN-ON
コイル
抵抗器
磁石を近づける向き
7 (6) 次の文は, 実験2の図Vについて説明したものである。 文中の⑥ ( ). @[
から適切なものをそれぞれ一つずつ選び、記号を○で囲みなさい。
(C) 2
(4) スイッチ②を閉じたときの5分後の電熱線Qの発熱量は何と考えられるか、求めなさい。
(5) 実験1の結果から考えて、電熱線Qを入れたカップの水温は、スイッチ① を入れてから5分でご
x
過したとき、何℃上昇したと考えられるか、求めなさい｡ ただし、電熱線から発生した熱はすべ
て水の温度上昇に使われたものとする。
x+1=24-1.
Qol.
【実験2】
0
図のように、エナメル線を巻いてつくったコイルをスタンドに固定した棒につり下
げ、U字形磁石をN極を上, S極を下にして、両の間をコイルの一部が通るように置いた。
次に、コイルの両端の間に電源装置 抵抗器 電流計を導線を用いて図Vのように接続した。
電源装置のスイッチを入れると、図の矢印の向きにコイルが動いた。
257=10
3-
・次に、図のように、コイルをスタンドで固定し、検流計につないだ。そして、棒磁石のN
極をコイルに向けて、 図の矢印の向きにコイルのそばまで近づけたときの､検流計の針の動
を調べると。 検流計の針は一気に振れた。
図のように、コイルの中を通るように水平に台を置き コイルの中心に方位磁針Aを. コイ
ルの真下に方位磁針Bを置いてコイルのまわりの磁界のようすを調べた。
図
電源装置
図
図
340
電線
時間(分)
ERP 6V
(8
A
方針 A
方位磁針 B
). ©( )
+側に振れる。 イ図よりも大きく、 一個に振れる。
よりも大きく.
コイルに流れる電流が大きくなるにつれて､電波が磁界から受ける力の大きさは◎ [ア 大き
< イ 小さく〕 なる。 また U字形磁石のN極とS極を逆にすると, コイルの動く向きは図
Vと⑥[ウ 逆向きに エ 同じ向きに) 動くと考えられる。 次に, U字形磁石のは図Vの
コイルの動く向きは図Vとオ逆向きに
つないだ端子を逆にすると.
まま、
力同じ向きに動くと考えられる。
(7) 図で 近づけたときよりも速い動きで棒磁石をコイルから遠ざけた。このとき、図Ⅶに比べ
て検流計の針はどのように振れるか。 最も適しているものを次のア~エから一つ選び、記号を○
で囲みなさい。
10
ア
ウ図と同じ程度 +側に振れる。
工図と同じ程度
側に振れる。
(8) 図で電源装置のスイッチを入れると, 方位磁針Aと方位磁針Bが指す向きはどうなるか。 最も
適しているものを次のア~カからそれぞれ一つずつ選び、記号を○で囲みなさい｡ ただし、図は
流が流れていない状態で, 方位磁針のN極 (黒色の部分) は北を指しており, アーカは右を北とする。
ウ
エ