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國中
已解決

自由自在 p28問6(2)の問題です。
答えには「抵抗は電熱線Aが4Ω、電熱線Bが12Ω、図3は電流が一定なのでA<B。図4は電圧が一定なのでA>Bになる。」と書いてあります。
そもそも抵抗がどこから出てきたのかわからないし、答え見てもさっぱりなので誰か教えて欲しいです!

② スイ 6.0Vに保って電流を流 分間, 水の温度を測定した。 測定中, 電流の大 16.0 ③図1の電熱線Aを, 発生する熱量が 3 1の電熱 図2 線Bにかえ, 水の温度を室温と同じ20.0℃にし た。 電熱線Bに加える電圧を 6.0V に保って電 流を流し、②と同様に1分ごとに5分間, 水の 温度を測定した。図2は、測定した結果をもとに, 「電流を流した時間」 と 「水の上昇温度」の関 係をグラフに表したものである。 じょうしょう 水 5.0 の 度 2.0 上 4.0 温3.0 C 1.0 していた 0 0 1 2 3 4 5 電熱線A 路に LED 電熱線B Bか 電流を流した時間 〔分〕 実験2 図34のように, 電熱線A, B を用いて, 直列回路と並列回路をつ くった。 それぞれの回路全体に加える電圧を6.0Vにし, 回路に流れる電 流の大きさと,電熱線Aに加わる電圧の大きさを測定した。その後,電圧 計をつなぎかえ,電熱線Bに加わる電圧の大きさをそれぞれ測定した。 図2 0 実験II 図3 図3 電熱線A 電熱線B 16.0V 図 4 電熱線A 電熱線B 6.0V (1) 実 (1) 実験1で,電熱線Aに電流を5分間流したときに発生する熱量は何Jか, 書きなさい。 ARMORY[S] 〔W〕 x 時間 消費電力が 熱線ほど あたりの (2) 実験2で,消費電力が最大となる電熱線はどれか。また、消費電力が最小 要 となる電熱線はどれか。 次のア~エのうちから最も適当なものをそれぞれ度が大き 28 1つずつ選び、その記号を書きなさい。 ア図3の回路の電熱線A イ図3の回路の電熱線B ウ図4の回路の電熱線A エ図4の回路の電熱線B 最大 [ ] 最小 []
自由自在

解答

✨ 最佳解答 ✨

見切れている上の方で6.0Vで1.5Aの電流を流していませんか?
6.0V÷1.5A=4Ωで抵抗の4Ωを求めている可能性があり、そこから抵抗が出てきている可能性があります。

たろぴ

回答ありがとうございます。抵抗が出てきたところはわかったのですが、抵抗と消費電力の何が関係するのかわかりません。答えは最大がウ、最小がアなのですが本当にわからないです。

ニッカリさん

抵抗ががわかればオームの法則で電流or電圧がわかる。

電流×電圧が計算できる

電力の大小がわかる

というのが抵抗と消費電力の関係だとは思いますが、
正確に答えるためにも、問題文の全文と答えの全文を写真でお願いできませんか?

たろぴ

すみません!問題文と答えの全文です。見にくいですがお願いします🙇‍♀️

ニッカリさん

わかりました。夜にでも解いておきます!
最初の質問にあった、抵抗はどこから出てきたは解決したとみていいでしょうか。そうであれば、「図3は電流が一定なのでA<B。図4は電圧が一定なのでA>Bになる。」の部分の説明をしたいと思っています。また、詳しく説明してほしいポイントがあれば、今のうちに書いておいてくれると助かります。

千葉県の人なので知っていますが、この問題は2020年度(千葉)の問題で正答率は6.6%です。

ニッカリさん

ではAは4Ω、Bは12Ωだと理解している前提で解説を書きます。
写真の1から5が、図3でA<Bになった考えの仕方であり、その横のマーカーで引いたところが実際の解説に書かれた「図3では電流が一定なのでA<B」と対応している部分です。

分かりづらいところもあると思いますので質問してください。

また、図4の方も同じように考えるとわかると思います。

たろぴ

返信遅くなって申し訳ないです💦
本当にわかりやすいです。助かります!!
並列回路全体の抵抗は和分の積なので16分の48で3Ωであっていますか??そしたら、6V÷3Ω=2Aで1つの電熱線にかかっている電流はどちらも1Aですか??
そしたら電力が2つとも同じになってしまうので計算方法が違うのでしょうか…

ニッカリさん

全体の電流が2Aのところまですべて合っています。
その後のところですが一つの電熱線にかかる電流は抵抗の逆の比になります。
よって、抵抗の比が1:3なので電流は3:1の比で流れることになります。すなわち、4Ωのほうに1.5A。12Ωのほうに0.5A流れます。

たろぴ

なるほどです!!すべて理解しました本当にありがとうございます。何度も質問して申し訳ないのですが最後の確認で聞いておきたいことがあります。電熱線Bの12Ωというのは発生する熱量が3分の1だからですか??熱量が少なくなれば抵抗は大きくなるという解釈でよいのでしょうか。

ニッカリさん

はい、そのとおりです。

実際に考えると
電熱線Bの発熱量が1/3なので6Vの電圧がかかったときの電流が電熱線Aの1/3になる。(1.5A×1/3=0.5A)
よって電熱線Bの抵抗は6V÷0.5A=12Ωになります

つまり、熱量が1/3になる→電流が1/3になる→割る数の電流が1/3になったので抵抗が3倍になる。という流れになっています。

たろぴ

ご丁寧にありがとうございます!!わからなかったところも理解できるようになりました。🙇‍♀️

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