平成30年度(2018)一般入試問題[理科」
備し,そのうちの2本を取り替えて使用することで、電
取り替えた電熱線を水の入ったビーカーの中に入れて、
熱線の組み合わせやつなぎ方による電気抵抗の大きさ
『実験3】図Iの回路で抵抗器T, Uを電熱線に取り替え、
D
面
図IV
温度変化を測定した。図IVは, そのときの回路のよ
すを模式的に表したものである。電熱線は, 表1で示
と電熱線Xと電熱くをそれぞれ2本ずっと、電気抵
の大きさが分からない電無線Zを1本の合計5本を準
いる。AI
と発生した熱量 表1
との関係を調べ
た。このとき, 使
用した電熱線の
電気抵抗の大き
さは,温度が変化
しても一定であった。
電流計
電気抵抗の大きさ本数
電熱線×
12 2
電熱線Y
2本
5 2
電熱線Z
2本
1本
電圧計
電熱線
電源装置
実験3で,電熱線Xと電熱線Zを1本ずっ使い,それらが並列回路になるようにそれぞれのスイッチを
製定したところ, 電流計は1.5Aを示し,電圧計は6Vを示した。
03分間電流を流し続けたとき, この2本の電熱線で発生した熱量の合計は何Jになったと考えられる
か、求めなさい。ただし,その間に電流計, 電圧計の示す値は変化しなかったものとする。
② 電熱線Zの電気抵抗の大きさは何Ωか, 求めなさい。
6) 次のア~カのうち, 実験3で, ビーカーに入っている水温 20℃の水 300gの温度を最も短い時間で3℃
上昇させると考えられるものはどれか。一つ選び, 記号を○で囲みなさい。ただし, いずれの場合も電圧
計の示す値が6Vになるように電源の電圧を設定し, 電熱線で消費する電気エネルギーはすべて水温の上
昇のためだけに使われるものとする。
7 電熱線Xと電熱線Yを1本ずつ使い, それらが直列回路になるようにして使用する。
ィ 電熱線Xと電熱線Yを1本ずつ使い,それらが並列回路になるようにして使用する。
ウ 電熱線Xを2本使い,それらが直列回路になるようにして使用する。
ェ 電熱線Xを2本使い, それらが並列回路になるようにして使用する。
オ 電熱線Yを2本使い,それらが直列回路になるようにして使用する。
カ 電熱線Yを2本使い,それらが並列回路になるようにして使用する。
(7) 100 V -1000 Wと表示されている電気ポットがある。これは, この電気ポットを家庭にある100 Vのコ
ンセントにつないでお湯を沸かすとき, 電気ポットの消費する電力が 1000 Wであることを示している。
また,この電気ポットでは, 消費する電気エネルギーのうちの 90 %が水温の上昇に使われることが分か
っている。この電気ポットの中に入れた 1500gの水を100℃のお湯にするために 450000 Jの熱エネルギー
を水に加える必要があるとき, 電気ポットを100 Vのコンセントにつないで, 中の 1500gの水を100 ℃の
8) Fさんは, 実験2,3を行うときに, 先生から四つのスイッチを同時に入にしないよう注意を受けた。次
の文は,四つのスイッチを同時に入にしたときの問題点について述べたものである。文中の
入れるのに適している内容を簡潔に書きなさい。
お湯にするには, 電気ポットの電源を入れてから何秒かかると考えられるか, 求めなさい。
に
実際の回路においては, 抵抗器 (電熱線)などの部分以外にもわずかながら電気抵抗がある。実験2 2
において, 四つのスイッチを同時に入にした場合には,抵抗器(電熱線)などを通らない回路に大きな雲
流が流れ,回路の中でも比較的電気抵抗の大きな部分に集中して電圧がかかることで, その部分で消費さ
なる。そのため, 短時間で大きく発熱する可能性があり注意が必要である。
れる
