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國中

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
電流

解答

知ってる公式に落とし込めばわかるはず。

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