理科
中学生
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(千葉)
のチャレンジ問題
次の実験を行った。あとの問いに答えなさい。
実験1 図1,図2のように, 6.0 Vの電圧を加えると1.5 Aの電流
が流れる電熱線Aと, 発生する熱量が電熱線Aのである電熱線B
を用いて,直列回路と並列回路をつくった。 それぞれの回路全体に
加える電圧を6.0 Vにし, 回路に流れる電流の大きさと, 電熱線A
に加わる電圧の大きさを測定した。 その後, 電圧計をつなぎかえ,
電熱線Bに加わる電圧の大きさをそれぞれ測定した。
ちょくれつかいろ
へいれつかいろ
図1
図2
V
V
電熱線A
電熱線A
5
電熱線B
電熱線 Bc
(A
A
6.0V
6.0V
あたい
実験2 図2の回路の電熱線Bを, 抵抗(電気抵抗)の値がわからない
電熱線Cにかえた。その回路全体に加える電圧を5.0 Vにし, 回路
に流れる電流の大きさと, それぞれの電熱線に加わる電圧の大きさ
を測定すると,電流計が示した電流の大きさは, 1.5 Aであった。
) 実験1で,消費電力が最大となる電熱線はどれか。 また, 消費電
力が最小となる電熱線はどれか。次のア~エのうちからそれぞれ1
つずつ選び,記号を答えなさい。
ア 図1の回路の電熱線A
ウ 図2の回路の電熱線A
2) 実験2で,電熱線Cの抵抗 (電気抵抗)の値は何Ωか。
50
のチャレンジ問題
最大
イ図1の回路の電熱線B
最小
エ 図2の回路の電熱線B
K d
A
のチャレンジ問題
6.0[V]
1.5[A]
=4[Ω]です。 電熱線
ていこう
(1) 電熱線Aの抵抗の大きさは,
ねつりょう
Bは,発生する熱量が電熱線Aの一なので, 抵抗は電熱線Aの
3倍です。よって, 電熱線Bの抵抗は, 4×3=12[Ω]です。
6.0[V]
(4+12)[Q]
V
ちょくれつかい ろ
図1は直列回路なので,回路全体の電流は,
グラフ
=0.375[A] それぞれの電熱線を流れる電流の大きさも
0.375 A です。また, 図Iの電熱線Aに加わる電圧の大きさ
は,0.375[A]×4[Ω]3D1.5[V] 電熱線Bに加わる電圧の大
きさは,0.375[A]×12[Ω]34.5[V] よって,図1の電熱
線Aの消費電力は, 1.5[V]×0.375[A]=0.5625[W] 電熱
線Bの消費電力は, 4.5[V]×0.375[A]=1.6875[W]
図2は並列回路なので, 各電熱線に加わる電圧の大きさは,
6.0 Vです。図2の電熱線 Aを流れる電流の大きさは,
6.0[V]
4[2]
180
120
(mA) 60
2
4
6
8
10
へいれつかいろ
電圧(V)
6.0[V]
12[Q]
記述
-=1.5[A] 電熱線Bを流れる電流の大きさは,
(10 電流の向きが周期的に変化すes
るから。
=0.5[A] よって, 図2の電熱線Aの消費電力は,6.0[V]×
1.5(A]=9 [W] 電熱線Bの消費電力は, 6.0[V]×0.5[A]
=3 [W]
のチャレンジ問題
(1) 最大…ウ
最小…ア
(2) 20(2)
5.0[V]
4[Q]
(2) 電熱線Aを流れる電流の大きさは,
-=1.25[A] よ
って, 電熱線Cを流れる電流の大きさは, 1.5-1.25=0.25[A]
5.0[V]
0.25[A)
電熱線Cの抵抗は,
-=20[Ω]
P.100~巻木
電流0
19
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