Question

おもち

解説お願い致します🙇🏻‍♀️

電流による発熱について、次の実験を行った。これをもとに、 以下の各問に答えなさい。 ただ
し,電熱線から発生した熱はすべて水に伝わったものとし、 電熱線の温度変化によって抵抗の大き
温度による水の量の変
さは変化しないものとする。
実験ハン
SA
130
-enve
① 室温と同じ25℃の水 100g を入れた発泡ポリスチレンの
電源装置 問
カップに、消費電力 3.0Wの電熱線 a を入れて、 右の図のよ
うな回路をつくった。
57.
スイッチ
② この回路に流れる電流と電熱線aにかかる電圧を測定する評
ために,回路に電流計と電圧計をつないだ。
Cには硝酸カリウ
04√521
・電熱線 a
水
いちいち 発泡ポリスチレンのカップ
③電圧計の示す値が 6.0Vになるように, 回路に電流を流し
電流の大きさを測定した。 つの水溶液を、60℃まであがたいち
④水をときどきかき混ぜながら,1分ごとの水温を測定した。
表は,その結果をまとめたものである。くり冷
硝酸カリウム
[実]
420
41,50
電流を流した時間 [分] 0
2
3
4
5
SE
水温 [℃]
25.0 25.3 25.6 25.9 26.2 26.5 S

問3 次のア~エは、実験の①と同じ条件のもと,電気抵抗の大きさが等しい2つの抵抗器を加え
【てつくった回路を模式的に表したものである。これらの回路に,電源装置の電圧を同じにし
YS 電流を同じ時間流し、水をときどきかき混ぜながら、水温を測定したところ、水の上昇温
度はそれぞれ異なった。このとき、次のア~エの回路を、水温が高くなったものから順に並
の内
べ、その符号を書きなさい。
ア
ウムを多くとり出すに
イ
煙量のIS開
ウ
I
抵抗器 抵抗器すに
抵抗器
抵抗器 抵抗器
電熱線 a
抵抗器
水
電熱線 a
水が
電熱 a
発泡ポリスチレンのカップ 発泡ポリスチレンのカップ 発泡ポリスチレンのカップ 発泡ポリスチレンのカップ
抵抗器硝酸カ
・抵抗器
水
電熱線 a

Answer 1

✨ Jawaban Terbaik ✨

abc

電力=電圧×電流=(抵抗×電流)×電流=抵抗×(電流)^2
より、抵抗は一定なので電流の大きさを比べれば電力の大きさを比較でき、水温の上昇具合も比較できます。

問題文で抵抗の値は与えられていませんが、抵抗の値によって答えが変わることはない(変わってしまったら問題として成り立たない)ので、計算しやすいように電熱線も抵抗も10Ωとして、また、電源の電圧も決められていないので6Vとして電流を計算します。

ア
合成抵抗は30Ωだから、6/30=0.2A

イ
合成抵抗は10+100/20=15Ωだから、6/15=0.4A

ウ
並列部分の電熱線側の合成抵抗は20Ωだから、6/20=0.3A

エ
6/10=0.6A

以上より、エ>イ>ウ>ア

計算過程が雑なので分からないところがあれば聞いてください

おもち

ありがとうございます！ウの抵抗の計算をもう少し詳しく教えてほしいです🙇🏻‍♀️

abc

電熱線10Ωと抵抗器10Ωが直列になっているので足して20Ωです。この20Ωに6Vの電圧が加わるので、電流は6/20=0.3Aになります。

おもち

ありがとうございます！水に入っているのは電熱線aだけなのに、なぜ抵抗を足すのでしょうか💧何度も聞いてすみません🙇🏻‍♀️

abc

電熱線aと抵抗器は直列に繋がれているので、電熱線aと抵抗器に加わる電圧の和が6Vになります。
そのため、電熱線aに流れる電流を求めるには、電熱線aと抵抗器の合成抵抗を求めて電圧を割ればいいのです。

回路をわかりやすく書き直すと添付画像のようになりますが、これなら分かりますか？

おもち

納得です！ありがとうございます😊