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理科 中学生

電流とその利用 マーカー部分が成り立つ理由が知りたいです🙇

技 23 チャレンジ! 入試問題 の解答 各抵 合成 最も 5A ◎問題 抵抗値がそれぞれ5Ω 2Ωの電熱線 a, b と,抵抗値が不明の電熱線 c, 電源装置 電流 1 計を図1のように直列接続し, 電熱線を水の入ったビーカー A, B, Cにひたした。 AC内の水 の質量はそれぞれ200g, 150g で, B内の水の質量は不明である。 回路に7分間通電したら,ビー カー内の水温が図2のグラフに示したような変化をした。 電流計の抵抗は考えず, 電熱線で発生 の熱量が必要であるものとする。 した熱はすべて水温の上昇に使われたものとせよ。 また, 水1gの温度を1℃上昇させるには 4.2J (1)7分間で電熱線aから発生した熱量は何Jか。 (2)通電中,電流計は何Aを示していたか。 (3)ビーカーB内の水の質量は何gか。 (4) 電熱線の抵抗値は何Ωか。 (5)電源装置の電圧は何Vであったか。 次にこの回路を図3のようにつなぎ変え, ビーカー内の 水を等しい水温の新しい水に入れかえた。 電源装置の電圧 は図1の回路と同じ電圧にして通電した。 (6) 電熱線 a にかかる電圧は何Vか。 (7)電流計は何 A を示すか。 40 図2 ビ | 35 内 30 ピーカー内の水温 [C] 図3 A 水 200g B C 水 150g A B 水 25 B J300g 20 A C 0 1 2 3 4 5 6 水 200g 水100g 通電時間 〔分〕 (8) 消費電力が大きい順に a, b c を並べよ。 物質エネルギー 中2で習う分野 電流とその利用 (9) 水温上昇の関係を正しく表したものは次のア~コのうちどれか。 1つ選んで記号で答えよ。 ア A>B> C イ A>B=C ウ A=B>C エ A = B=C オ B> C > A カ B>C=A キ B = C > A クC>A>B ケC>A=B コ C=A>B (青雲高) A 解説と解答 5 で、 (1) 図2より, ビーカー A の水 200g は7分間で10℃上昇していることがわかる。 「塾技232」 (2) より 求める熱量は, 4.2 × 200 × 10 = 8400[J] 8400J (2)電熱線の抵抗を R, 流れる電流をI, 通電時間をtとすると, 「塾技 23 塾技解説」より,発生した熱 420. Q LRD が成り立つ。よって, l × 5 × (7 × 60)= 8400より, I = 2〔A〕 se 2A (3)図1は直列回路なので, 回路に流れる電流の大きさはどこも一定である。 Q=Rt より 電流によ る発熱量は電流が一定のとき抵抗に比例するので,bの発熱量はaの発熱量の倍となる。 Bの水の 量をx とすると,「塾技232」(2)より, 4.2 × x × (25-20) = 8400 x が成り立つ。これを解いて, x = 160〔g〕 と求められる。 AS (4) 求める抵抗をRとし, Q=fRt = 4.2 × 水の質量×上昇温度で方程式をつくり解けばよい。 2 × R x 60 x 7 = 4.2 x 150 x (36 - 20 ) 1680R= 10080 R = 6[Ω] 著 160g 6Ω 流計 26V 1 1 2 (6)「塾技22」(1)(2)より、回路全体の抵抗を求める。 + == 2 6 3 より, bとcの合成抵抗は 1.5Ω (5) a,b,c の合成抵抗は,5 +2 + 6 = 13〔Ω] となるので,電圧は, 13 × 2 = 26[V] となり、回路全体の抵抗は、5 +1.56.5〔Ω] とわかる。電源電圧は26V なので, 回路に流れる電流 26 は, 6.5 =4 [A] となる。 よって, aにかかる電圧は, 5 × 4 = 20[V] と求められる。 6 (8) 消費電力は,a が 20 × 4 = 80〔W〕, b が,6×3=18〔W〕, c が,6×1 = 6〔W〕となる。 (7)c に加わる電圧は,26 - 20 = 6[V] となるので,流れる電流は,o=1[A] 20V 1A 著a>b>c (9)水の上昇温度は,電力に比例し、水の質量に反比例するのでA,B,Cの水温上昇の比は, A:BC= : 6 18 80 200 300 100 40 6 100 100 : 6 100 = 40:6:6 = 20:3:3 イ じん の

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問4についてです。 自分で答えを出したのですが、この答えで合っていますか?? 7200J です。

入れ、40Vの電圧を加える時間電賞し、大 の上昇温度を測定した。 スイッチ (2) (同様の 木の量は変えず、加える電 圧を80V 120Vに変えて行い、木の上昇温度 調定した。 (3) それぞれの電圧を加えたときに流れ 電流の大きさや、 定した木の上昇温度をまと めると、次の表のようになった。 熱容器 電熱A 水 電圧(V) 4.0 8.0 12.0 電流(A) 1.0 20 3.0 「木の上昇温度 (℃) 28 11.2 25.2 図1 電圧計 電流計 ただし、観は接点( 路団をかくときには、現を用いる必要はありません。 (4点) 3 実験で用いた電線の抵抗の大きさは何か求めなさい。(3点) 31(3)の表から 「電圧電流 [木の上昇温度」の間にはどのような関係が成り立つとい えますか。 「時間が一定のとき木の上昇温度は」に続けて、簡潔に書きなさい。(4点) 実験 2 (1) 図2のように、抵抗の大きさがらΩの電熱線Bと抵 抗の大きさが2の電線を直列につないだ回路を つくった。 電源装置 実験2で5分間電流を流したときに発生する熱量は何か求めなさい。(3点) 1 Sy is 3005 72601A 24×300=7200J (2) スイッチ2は切ったままスイッチを入れ、電源装置 電圧を6.0Vにして電流を流し、実験1と同じ量 の木の上昇温度を測定した。 スイッチ2 スイッチ B- ・電熱線C 2 ÷2=3A 4×6=24w 実験2でを流し始めてからしばらくしてスイッチを切ると同時にスイッチを入れると、 電流を流し始めてから10分後の水の上昇温度が126℃になりました。 スイッチを切ってスイッ 2を入れたのは電流を流し始めてから何分何秒後か求めなさい。 また、計算の過程や考え方も 書きなさい。ただし、スイッチを切って、スイッチを入れても全体の電圧は60Vで変わらな いものとします。 (5点) (以上で問題は終わりです。

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2の⑵の解説お願いします

2 右の図の装置で、スイッチを入れると,導 2 15点x 4 電源装置 スイッチ ふ 線PQがエの向きに振れました。 次の問いに 答えなさい。 190+ ウ 電熱線 (1) 電流の向きを逆にすると, 導線PQはア ~エのどの向きに振れますか。 Q (2) (2) 次の①.② のとき, 導線PQの振れはど うなりますか。 電源の電圧は変えずに、同じ電熱線を使うものとします。 ① 小出る 太る モーター ちょくれつ へいれつ ① 電熱線2本を直列につなぐ。 ② 電熱線2本を並列につなぐ。 じかい (3) 磁界の中で, 電流が力を受けることを利用した装置を何といいますか。 3 気を何と 6Ωの電熱線A, 4Ωの電熱線 B, 2 温度計 電源装置 Qの電熱線Cを用いて, それぞれ右の図の 421 3 ような回路をつくり, 電源の電圧を6Vに 保って電流を流しました。 表は,このときの 電熱線 (土) (2) 2 1,5 9 【4点×5 じょうしょう 5分後の水の上昇温度を示したものです。 次 100gの水 電圧計 電流計 電熱線 A BC の問いに答えなさい。 ただし, 電熱線から発 上昇温度[°C] 4.36.5 12.9 生した熱はすべて水の温度上昇に使われるものとします。 (1) (計算 4Ωの電熱線に流れる電流は何Aですか。 でんりょく (2) (計算 4Ωの電熱線の消費電力は何 Wですか。 6-242-2 (3) C 比例 (5) W 8.6

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3の(3)(4)(5)8の(3)(4)の解き方が分からないので教えて欲しいです!

3 酸とアルカリの反応に関する実験を行った。 あとの問いに答えなさい。 <実験 > ア 図1のように,試験管A~Eにそれぞれ3.0cm²のうすい塩酸 を入れた。それぞれの試験管に、少量の緑色のBTB溶液を入れ てふり混ぜた。この結果, すべての試験管の水溶液は黄色になっ た。 イ 試験管B~Eにうすい水酸化ナトリウム水溶液をこまごめピ ペットで加え、ふり混ぜた。 表は,それぞれの試験管に加えた水 酸化ナトリウム水溶液の体積をまとめたものである。 この結果 試験管Cの水溶液の色は緑色になった。 イ の後、試験管A~Eの試験管の水溶液に小さく切っ たマグネシウムリボンを入れた。この結果,いくつかの 試験管から気体が発生した。 (1) 塩酸に水酸化ナトリウム水溶液を加えたときの反応を 化学反応式で書きなさい。 (2) 次の文は, イにおける試験管B~Eの水溶液中のイオン について説明したものである。 文中の空欄 (X), (Y )に適切なことばを書きなさい。 O™ O ASSAL 試験管 A NB 試験管B~Eの水溶液では、塩酸の水素イオンと, 水酸化ナトリウム水溶液の(X) イ オンが結びついて, たがいの性質を打ち消しあう。この反応を(Y)という。 (3)図2は,アにおける試験管Bの水溶液のようすを、水以外について粒子のモデルで表したも のである。これを参考に, イにおける試験管Bの水溶液のようすを表した図として最も適切な ものを、次のア~エから1つ選び, 記号で答えなさい。 なお, ナトリウム原子を,塩素原子を O, 水素原子 ルの右上に+,- をつけて表している。 図2 I HASHAAJASEN O C D E イオンになっている場合は,帯びている電気をモデ として表している。また, A + : 高 反面: 1+ O 図 1 イエウエ Oo O (4) ⑦において, 気体が発生する試験管はどれか。 試験管 A~E からすべて選び, 記号で答えなさい。 (5) 実験で使ったものと同じ塩酸と水酸化ナトリウム水溶液を使 い 10cm3の塩酸を入れたビーカーに, 20cm の水酸化ナト リウム水溶液を少しずつ加え、混ぜ合わせた。 図3の破線 (------) は,加えた水酸化ナトリウム水溶液の体積と,混ぜ合わ せた水溶液中のナトリウムイオンの数の関係を表したグラフで ある。 加えた水酸化ナトリウム 水溶液の体積 [cm²〕 最初にビーカーに入れた塩酸10cm3中の全イオン数 (陽イオ ンと陰イオンの数の合計) を 2n個とすると, ビーカーの水溶 液中の全イオン数はどのように変化するか。 グラフに実線 #81 (-)でかき入れなさい。 ENAS 図3 + O イオンの数個 A B C 4n 〔個〕 1.5 3.0 24.5 6.0 2n SACERS b a 8 ARRANG 20 0 5 10 15 加えた水酸化ナトリウム水溶液の体積 [cm "〕

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4番の問題で答えが①ウ②イです。解説を見ると答えには納得できますが表24を見ると電熱線aの方が水温が上昇していてあれ?ってなってます。電力が大きい方が水の上昇温度は大きくなるのではないでしょうか?教えてください。

2 遥斗さんは, 電流を流す時間と水温の上昇の変化を調べる実験を行った。 実験 Ⅰ 抵抗の値が 2.0Ωの電熱線a を用いて, 図 23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 24 は,その結果を 表したものである。 実験ⅡI 図 23 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。 (1) 図 23 水温 [°C] 温度計 0 16.4 1 電源装置 + ガラス棒 電熱線 a 表 24 [室温は16.4℃である。] 電流を流し始めて からの時間 [分] 電熱 180 a 電熱線 b 16.4 17.2 18.0 18.8 19.6 20.4 電圧計 発泡ポリスチレン容器 水 2 スイッチ 3 電流計 4 LO 5 18.0 19.6 21.2 22.8 24.4 ただし,実験I・ⅡI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。 1₁6 °C ₁ 181 = 0 S: 90 実験Ⅰで,電熱線aに流れる電流の大きさは何か。 (2) 実験Ⅰ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 24 をもとに,その関係を表すグラフをかきなさい。 (3) 実験Ⅰ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答えなさ W い。 (4) 実験ⅡIで,電熱線』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 X きい イ 電熱線bが大きい ウ同じである)。 また, 実験ⅡI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)。 ①,②の( )の中から,それぞれ正しいものを一つずつ選び, 記号で答えなさい。

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問3の解説を詳しく分かりやすくお願いします。

<実験> 抵抗の大きさが, それぞれ 2.0, 8.0Ωの電熱線X, Yを用いて,次の①~③の実験を行っ た。ただし、電熱線X, Yの抵抗の大きさは, 電熱線の発熱によって変化しないものとする。 ① 図1のように, 電熱線X, Yを用いて回路をつくり, 電源装置の電圧を変化させて、電熱線X,Y それぞれに加わる電圧を調べた。 図2は, その結果をグラフに表したものである。 図 1 A NSEREX 電熱線 Y 電源装置 図4 温度計・ ポリエチレン の容器 図2 電源装置 電熱線に加わる電圧 ガラス 6.0 図3のように、電熱線Xを用いて装置をつくり, 室温と同じ 20℃の水100gをポリエチレンの容器に入れ, 電源装置の電 圧を 6.0Vにして回路に電流を流し、ときどき水をかき混ぜな がら水の温度を測定した。 表1は, 電流を流しはじめてからの 時間と水の上昇温度の関係をまとめたものである。 電熱線X 電熱線Y 4.0 表1 電流を流しはじめてからの時間 〔分〕 0 2 4 6 8 水の上昇温度 [℃] 0 3.2 6.5 9.7 13.0 2.0 0 0 2.0 4.0 6.0 電源装置の電圧〔V〕 図3 図5 図4図5のように, それぞれのポリエチレンの容器に電熱線X, Yの直列回路, 並列回路, 室温 と同じ 20℃の水200gを入れ, 電源装置の電圧を 6.0Vにして回路に電流を流し, ときどき水を かき混ぜながら水の温度を測定した。 温度計- ポリエチレン の容器 電源装置 2,02 電熱線X- 電熱線Y- 7179 8.0 電源装置 電熱線Y 電熱線X 温度計 ガラス棒 ポリエチレン の容器 電熱線X ガラス棒 folatla AV

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4番がわからないです。答えは25.2度です。

1 3 電流と発熱/電流と磁界 次の各問いに答えなさい。 23 図の装置を使って電熱線に電流を流して100gの水をあたため, 5分間に水が上昇した温度を測定 した。 24 表は, A班~D班の4つの班が, それぞれ加える電圧を変えて実験したときの結果を記録し たものである。 23 図 温度計 電源装置 0000 Y IX 24 表 B班 CHE D班 電圧[V] 4.0 6.0 8.0 |電流 [A] 0.5 2.0 1.0 1.5 水の上昇温度 [℃] 0.7 2.8 6.3 11.2 電熱線 水100g (1) 23図で,回路につないだ2つの計器のうち,電圧計は①(ア× いた電熱線の抵抗は (2 Ωである。 ①の( A班 2.0 イY)である。 また, 実験に用 の中から正しいものを選び,ア,イの記号で 答えなさい。 また, 2 に適当な数を入れなさい。 (2) C班の実験について, 電熱線から発生した熱量は何Jか、求めなさい。 (3) 次の文章は,実験で,電熱線から発生した熱と水の上昇温度について述べたものである。 文章中の (2) に入る適当なことばを、あとのア〜カからそれぞれ一つずつ選び,記号 で答えなさい。 電熱線から発生した熱により水の温度が上昇するが、水とコップのように接触している物体 間で,温度の高い方から低い方へ熱が ① によって移動する。また,温まった水やコップ から外部へ熱が ② によって出ていき、離れたところにある物体にも伝わる。そのため, 電熱線から発生した熱のすべてが水の温度上昇に使われるのではない。 ア 循環 イ放射 ウ化合 I 対流 オ 蒸散 23 図で用いた電熱線を25図のように2本直列につなぎ, 10分間電流 を流し続け, 100gの水をあたためた。 このとき, 電源装置の電圧は12 Vであった。24 表を参考にして、水の上昇温度を求めなさい。 力伝導 25 温度計

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