Question

夢香_𝚢𝚞𝚖𝚎𝚔𝚊 ʚ♡ɞ

赤丸をつけた問題（写真2枚目の（４））の答えが「イ」なのですが、なぜそうなるのか分かりません。どなたか解説していただきたいです!お願いします🙇‍♀️

太郎さんと花子さんは電流による光然に
実験結果について予想し、 先生と話し合いながら実験を行った。 あとの(1)~(4)の問いに
さい。
実験の計画
【課題】 一定時間,電流を流したとき,電熱線に加える電圧の大きさを変えると、水の
温度はどのように変化するだろうか。
【手順】
発泡ポリスチレンのコップA~Dに水を100gずつ入
れしばらく置き 水の温度をはかる。
コップAに電熱線を入れて図1のような装置を組み立
て 電圧計が3.0V を示すように電圧を調整し、 電流を
流す。
③電流と電圧の大きさが変化しないことを確認し、 ガラ
ス棒で水をゆっくりかき混ぜながら, 電圧を加え, 電流
を流し始めてから5分後の水の温度をはかる。
温度計
電源装置
⑤ コップCに電熱線を入れ, 電圧計が9.0V を示すよう
に電圧を加えて と同様の操作を行う。
コップBに電熱線を入れ, 電圧計が6.0V を示すよう
に電圧を加えて,3と同様の操作を行う。
電圧計
水
電熱線
発泡ポリスチレンのコップA
図 1
電流

ームをした。
先生ここまでの実験と話し合いを振り返って, 新たな疑問はありませんか。
花子 電熱線を2本つなぐと水の上昇温度はどうなるのかな。
太郎: 2本の電熱線を, 直列につなぐ(図3)
か、並列につなぐ (図4) かによって 水
の上昇温度はちがうと思います。
先生:なぜそう思うのですか。
太郎 つなぎ方によって, 電熱線1本あたり
にかかる電圧や流れる電流の大きさがち
がうと思うからです。
図3
図4
先生: では,また実験して確かめてみましょう。
1文中のあに当てはまる内容を書きなさい。
この実験で用いた電熱線の抵抗は何Ωか 求めなさい。
3 文中のいに当てはまる数値を求めなさい。
Q4 回路全体に加わる電圧が3.0Vのとき、図1. 図3図4の電熱線1本あたりの発熱量につ
いて述べた文として、正しいものを次のア~エの中から一つ選んで、その記号を書きなさい。
ただし用いた電熱線はすべて同じものとする。
ア図1の電熱線よりも、 直列につないだ図3の電熱線の方が大きくなる。
イ図1の電熱線よりも、直列につないだ図3の電熱線の方が小さくなる。
ウ 図1の電熱線よりも, 並列につないだ図4の電熱線の方が大きくなる。
図1の電熱線よりも, 並列につないだ図4の電熱線の方が小さくなる。

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

素隹

発熱量は電圧Vと電流Iをかけた電力Wについて考えるとわかります。
図3は電熱線を直列に繋いだもの、図4は並列に繋いだものです。
直列に繋いだら当然抵抗は図1と比べて2倍になって、回路での電流が減ってしまいます。
1つの電力線について考えると、電流が減るのでオームの法則V=RIより電圧も減ってしまうため電圧と電流の掛け算の電力も必然的に減ることがわかります。
次に図4について考えます。
並列回路のとき個々に掛かる電圧は図1の時と変わらないため、V=RIより電流も変化しません。電圧も電流も変化しないため、電力も変化せず変わらないです。
以上を踏まえて選択肢を見てみると
イしか当てはまるものがないことがわかります。

実際の発熱量はJ=W•tですがt（時間変化）は今回関係ないので定数と考えてWの大きさのみを扱っています。