抵抗の大きさが4Ωの電熱線P, 8Ωの電熱線Q 抵抗の大きさがわからない電熱線Rなどを使って,
電流による発熱について調べる実験をおこないました。これについて,次の各問いに答えなさい。ただし、
電熱線P~電熱線Rの抵抗の大きさは,つねに一定であるものとします。
【実験1】
1. 発泡ポリスチレンのカップにある量の水を入れ、水の温度
電源装置
スイッチ
が室温と同じになるまでしばらく放置してから,そのときの
水の温度を調べて記録した。
温度計
2.電熱線Pを1本使って、 右の図1のような装置を組み立て
た。
3.電源装置の電圧を12Vにして回路に電流を流した。 そし
て,ときどき水をかき混ぜながら, 電流を流し始めてから
1分ごとに6分後までの水の温度を測定した。
ガラス棒
・発泡ポリスチレン
のカップ
水
3A
AS1
5. 電熱線Qについても、1~3の実験を同様におこなった。
【実験2】
4.図2は,実験の結果をもとにして, 電熱線Pについての,
電流を流した時間と水の上昇温度の関係をグラフに表した
ものである。
電熱線P-
W
VA AR
下の図3のように, 電熱線Pと電熱線Qを直列につないだ回路と、図4のよ
うに,電熱線Pと電熱線Rを並列につないだ回路をつくった。 そして、 電源装
置の電圧を同じにして、図3、図4の回路にそれぞれ電流を流した。
422
電熱線P 電熱線 Q
図3
5/20
電熱線
電熱線R
図 4
30
00
上 20
10
0-
水の上昇温度(℃)
0123456
時間(分)
図2
問1 実験1の図2のグラフをもとにして,次の(1),(2)に答えなさい。 ただし, 電熱線P, 電熱線Qから
発生した熱は,すべて水の温度上昇に使われたものとします。
問2
実験1の3で、電熱線Pに3分間電流を流したとき, 電熱線Pから発生した熱量は何Jか求めなさい。
実験1の5での電熱線Qについての測定結果をもとにして, 電熱線Qについての, 電流を流した時間
と水の上昇温度の関係を表すグラフを図2にかき入れなさい。 ただし, 定規は使わなくてよいものとし
ます。
実験2に関して,次の(1), (2) に答えなさい。
(1) 図3の回路にある時間電流を流したときの電熱線P, 電熱線Qを流れる電流の大きさや電熱線の発熱
量について述べたものとして最も適切なものを,次のア~エの中から1つ選び, その記号を書きなさい。
ア 電流の大きさは電熱線Pを流れる電流の方が大きく, 発熱量は電熱線Pの方が大きい。
イ電流の大きさは電熱線Qを流れる電流の方が大きく, 発熱量は電熱線Qの方が大きい。
電熱線P, 電熱線Qを流れる電流の大きさは等しく, 発熱量は電熱線Pの方が大きい。
(2
エ 電熱線P, 電熱線Qを流れる電流の大きさは等しく,発熱量は電熱線Qの方が大きい。
図3、図4の回路にそれぞれ同じ時間電流を流すと、図4の電熱線Pと電熱線Rの発熱量の合計は,
図3の電熱線Pと電熱線Qの発熱量の合計の3.5倍になりました。 図4の電熱線Rの抵抗の大きさは何
Ωか求めなさい。
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