Question

ゆ

中学2年生 理科 電力の実験 応用問題(？)
(4)の①、② と(5) が解説を読んでもわからないです。
答えを導き出す手順などを教えていただけるとありがたいです！
よろしくお願いします！

(9点×5)
電力 電流のはたらきを調べるため,次の実験1,2を行った。 [愛媛県]
実験1) 抵抗の値が2.02の電熱線aを用いて, 図1のよう
600
0
図1
電源装置
スイッチ
な装置をつくった。点Pと点Qとの間に加える電圧を6.0V
に保ち, 5分間電流を流しながら水温を測定した。次に,電
200
100
6 ガラス棒
王が1007の
電圧計
Q
熱線aを電熱線bにかえて, 点Pと点Qとの間に加える電
圧を6.0Vに保ち, 5分間電流を流しながら水温を測定した。
-発泡ポリスチレン容器
水
電熱線a
2R
電流計
表は,その結果を表したものである。
「実験2] 図1の電熱線aを,電熱線a
と電熱線bを直列につないだものに
1~3~
2とす。
(室温は16.4℃である)
電流を流し始めて
4
5
0
1
2
3
からの時間 [分]
電熱線a
電熱線b
22.8
24.4
16.4
18.0
19.6
21.2
水温
20.4
かえて,点Pと点Qとの間に加える電
圧を6.0Vに保ち, 電行
ただし, 実験1.2では, 水の量,電流を流し始めたときの水温, 室温は同じであり,熱の移動
18.0
18.8
19.6
16.4
17.2
16
2.4 3.2
しながら水温を測定した。
は電熱線から水への移動のみとし, 電熱線で発生する熱は全て水温の上昇に使われるものとする。
(1) 実験1で, 電熱線aに流れる電流の大きさは何Aか。
スイッ
図2
5.0
3.0A)
4.0
(2) 実験1で,電熱線bに電流を流し始めてからの時間と,
電流を流し始めてからの水の上昇温度との関係はどうな
るか。表をもとに,その関係を表すグラフを図2にかけ。
(3) 実験1で,電熱線aが消費する電力と電熱線bが消費
する電力の比を,最も簡単な整数比で書け。
3.0
ンチ
2.0
1.0
23
|3
電流を流し始めてからの時間 [分]
2
5
}の中から,それぞれ適当なも
V
(の
(4) 次の文のの, ②の{
のを1つずつ選び, その記号を書け。
実験2で,電熱線aと電熱線bのそれぞれに流れる電流の大きさを比べると, ①{ア 電熱線a
が大きい,イ 電熱線bが大きい, ウ 同じである}。
また,実験2で,電熱線aと電熱線bのそれぞれが消費する電力を比べると, ②{ア 電熱線a
が大きい,イ 電熱線bが大きい, ウ 同じである}。
5 実験2で,電熱線に電流を流し始めてから, 水温が4.0℃上昇するのは何秒後か。 次のア~エか
ウ.
2
イ
へ
V 7
ら選べ。
ア 100秒後
イ 200秒後
ウ 450秒後
エ 900秒後
電流を流し始めてからの水の上昇温度C

理科 応用 中学2年生 電力 実験

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

mo1

参考・概略です

⑴，⑵，⑶　から、

a[6Ｖ，2Ω，3Ａ，18Ｗ]、b[6Ｖ，4Ω，1.5Ａ，9Ｗ]

実験２【2Ωと4Ωを直列につなぎ6Ｖをかける】

直列なので、全体の抵抗(合成抵抗)は、2Ω＋4Ω＝6Ω

直列なので、２本の抵抗を流れる電流は、同じ大きさで、6Ｖ/6Ω＝1Ａ

電圧は、a：2Ω×1Ａ＝2Ｖ、b：4Ω×1Ａ＝4Ｖ

電力は、a：1Ａ×2Ｖ＝2Ｗ、b：1Ａ×4Ｖ＝4Ｗ

2本の電力の合計：2Ｗ＋4Ｗ＝6Ｗ

実験１の電熱線aの結果【18Ｗ、5分で8℃上昇】を利用して

4℃上がることを考えると、18Ｗで2.5分がわかるので

6Ｗが18Ｗの(1/3)の電力なので、時間は逆に3倍となり

　2.5分×3＝7.5分　で、60×7.5＝450秒

ゆ

ありがとうございます！
質問なのですが、時間はなぜ逆に３倍するのですか？

mo1

温度を上げるための熱量＝電力×時間　で求められます。ので

熱量が一定なら、電力と時間は反比例します

つまり、熱量が一定なら、電力が(1/3)になれば、時間を(3)倍にしないとつり合いません。

ゆ

理解できました！！
本当にありがとうございます！