_1 電熱線に電圧を加えたときの水温の変化を調べる実験を行いました。 (1)~(3)に答えなさい。
ただし、電熱線の抵抗の大きさは温度によって変化しないものとし、電熱線から発生した熱は
電源装置
すべて水の温度上昇に使われたものとします。 ('15 埼玉県)
次の1~6の順番で実験を行った。
13つの発泡ポリスチレンのカップに、それぞれ同じ質量の水を入れて
しばらくおいた。
2抵抗の大きさが6Ωの電熱線と3Ωの電熱線bを使って 図の
回路をつくった。
,0
7.2
3 スイッチⅡIⅠを切った状態でスイッチを入れ、電圧計の値が
3.0V になるように電源装置を調整して電流を流し ときどき水
をかき混ぜながら水温を測定した。
4 次に、カップ1で用意した別のものにとりかえ 3と同様に,
スイッチⅡIを切った状態でスイッチを入れ、電圧計の値が 6.0V
になるように電源装置を調整して電流を流し ときどき水をかき
混ぜながら水温を測定した。
27
53.4の結果を次の表のようにまとめた。
表
電 3.0V
圧 6.0V
ガラス棒温度計
電圧計
-0.9x==36
スニ50
スイッチⅡI
･電熱線b
電熱線
スイッチ1
開始時の水温5分後の水温 10分後の水温 15分後の水温 20分後の水温
14.0℃
14.9 °C
15.8℃-
16.7℃
17.6℃
14.0℃
17.6 C
21.2℃
24.8℃
28.4 °C
6 次に、図の回路を用いて, スイッチⅡIを切った状態でスイッチⅠを入れて電流を流し、ときどき水をかき
混ぜながら水温を測定し,さらに途中でスイッチⅡIも入れときどき水をかき混ぜながら水温の測定を続け
実験中の電圧計の値は常に一定で6.0V であった。 また、 カップは1で用意した別のものを使用し、 実
験開始時の水温は14.0℃であった。
(1) 実験の4で、電圧計の値が 6.0V になるように調整して電流を流したとき, 2分間で電熱
線 a から水が得た熱量は何Jか求めなさい。
( 720
J]
(2) 実験の5の表から実験の3を開始してから25分間電流を流したときの水温は何℃にな
ると考えられるか求めなさい。
[ 18.5 °C)
電流計
発泡ポリスチレンのカップ
x 1200
(3) 実験の6について,次の ①.②に答えなさい。
① スイッチとスイッチⅡIの両方を入れたときの回路全体を流れる電流の大きさは何A
か求めなさいog=14+360
(
3
A]
② 実験開始から30分後の水温が50.0℃になるようにスイッチⅡIを入れます。 実験開始か
ら何分後にスイッチⅡIを入れればよいか求めなさい。 また、計算の過程や考え方も書きな
〔20〕 分後にスイッチⅡIを入れればよい。
さい。
「計算の過程や考え方 スイッチコだけのときの式はy=144+0.72x
50=0.72x+14
