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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
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
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。
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 からの時間[分]
かえて,点Pと点Qとの間に加える電
圧を6.0Vに保ち, 電流を流しながら水温を測定した。
ただし,実験12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
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。
0.8℃, 2分後が1.6℃, 3分後
が2.4℃, 4分後が3.2℃, 5分
後が4.0℃。
(3) 5分後の水の上昇温度は,
電熱線a:24.4- 16.4=8.0[℃]
電熱線b:20.4 - 16.4=4.0[℃]
水の上昇温度は電力に比例する
ので,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
は,8.0:4.0=2:1
(4)2 (3)より,実験1で電熱線 b
を用いたときに回路に流れる電
流は,電熱線aを用いたときの半
分なので,1.5A。よって, 電熱
線bの抵抗は, 6.0+1.5=4
[Q) P=I°Rより, 電流が同じ
とき,電力は抵抗に比例するので,
消費電力は電熱線bのほうが大
(9点×5)
図1人
電源装置
スイッチ
ーガラス棒
電圧計
F0%
発泡ポリスチレン容器
ー水
電熱線a
電流計
(室温は16.4℃である)
電流を流し始めて
0
1
2
3
4
5
水温
電熱線a -46
18.0
19.6
18.0
21.2
22.8
19.6
244
[℃)|電熱線b
16.4.
17.2
20.4.1
18.8
図2
電 5.0
(3.0 A)
(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
4.0
3.0
2.0
する電力の比を, 最も簡単な整数比で書け。
1.0
きい。
(2
}の中から, それぞれ適当なも
(5) 実験1より, 電熱線bの電
力は、(1.5CA))× 4[2]=D9[W]
水温が4℃上昇するのに5分か
かったので熱量は,9[W]×5
× 60[s) = 2700[J] また実験
2で、全体の抵抗は,2+4=
2
3
電流を流し始めてからの時間 [分)
4
5
(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}。
(の
ウ の
イ)
直は変液同い
6「01
電力け
の水の上昇温度C
