Question

R

(１)〜（４）まで教えていただきたいです！
途中式など書いていただけたら助かります！
よろしくお願いします！

の(電流と発熱) 16℃の水80gを入れた容器A, Bに, 抵抗が2012の電熱線a, 10Ωの電
執線bをそれぞれ入れて,図1のようにつないだ。スイッチを閉じ,電圧計の示す値を10V
にして、水の温度を測定する実験を行った。図2は, 容器Aの水の温度の変化を示したもの
である。容器Bの水の温度は, スイッチを閉じて10分後に20℃になった。これについて、
あとの問いに答えなさい。
図1
図2
22
電源
21
A
温 20
度 19
(C]18
17
16
水
000e
水
0123456
A
B
スイッチを閉じてからの時間(分]
口(1) 図1で,容器Aの電熱線に流れる電流は何Aか。
2) 容器Bの水の温度変化を示すグラフを, 図2にかき入れなさい。
L(3)電流を流したときに,容器AとBの水が同じ温度になるようにするには,
容器Aに入れる水を何gにすればよいか。
L(4)次のア~エのうち,電流による発熱を利用しているものを1つ選び,記号
で答えなさい。
ア 洗濯機 イアイロン
「ウ 鉛筆けずり エ 電話機
(電流と磁界)次の実験1, 実験2について, あとの問いに答えない

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

glaceon

反応はほとんど期待しないものとして回答します。そのためわざと解説を長くしています。(丸投げの質問に対するささやかな抵抗です。)

(1) 0.5 A
オームの法則から導き出せる。A=V/R
A:電流, V:電圧, R:抵抗

(2) 下記解説を参照し、自分で作成してください。

温度上昇に必要な熱量(J)は、下記の［式・1］で表される。(比熱は約4.2として扱う)

［式・1］
熱量(J) = 水の質量(g) × 上昇温度(℃) × 4.2

上記の式を変形させると下記の［式・2］のようになり、水の質量及び比熱は容器Aと同じ条件であるため、上昇温度に直接関わる因子は熱量(J)だけであることがわかる。

［式・2］
上昇温度(℃) = 熱量(J)/水の質量(g) × 4.2

また、熱量(J)は、下記、［式・3］で表され、その値が消費電力に比例することがわかる。
［式・3］
J = W × s
W:消費電力, s:時間(秒)

後は消費電との関係からグラフを求めて...

とここまで長々と説明しましたが、実は超簡単です。

水の温度上昇は一次関数の式のように、ほぼ直線状のグラフになり、電熱線に電圧を加えた時間に比例します。つまり、グラフの傾きを求めれば簡単にプロットできます。

問題文より、容器Bの水の温度は、スイッチを閉じてから10分後に20℃になったとあるので、10分間で4℃温度が上昇していることがわかります。
→5分間では2℃上昇して水の温度は18℃になる。
あとは、(0,16)と(5,18)の2点をプロットして線を引けば完成です。

(3)160 g
水の上昇温度は［式・2］で表されます。
(2)のグラフより、電熱線aに比べて電熱線bは消費電力が半分であることが分かります。
また、容器AとBで水の温度を同じにするためには［式・2］のパラメータを合わせる必要があります。
今回は容器A水の質量容器Bの2倍にすることで解決します。
→水160 g

(4)イ アイロン
アイロンの他にドライヤーも該当しますね。

R

丁寧にありがとうございました！！わかりやすいです！

glaceon

お役に立てたようで何よりです。