Question

星屑

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

問3 図4の直列回路の電熱線X,Y, 6.0Vで使用したときに消費電力が20Wになる1本の電熱線
に交換し、電源装置の電圧を 6.0Vにして回路に電流を流した。 このとき、電流を流しはじめて か
ら消費した電力量が,図5の並列回路の電熱線X, Yに電流を流しはじめてから6分で消費した
電力量と等しくなるのは, 電流を流しはじめてから何分何秒後か, 答えなさい。