Question

sua

(4)の解説お願いします🙇‍♀️答えはエです！

電流による発熱について調べるために,次の実験を行いました。 これについて, あとの問いに答
えなさい。 ただし, 電熱線以外の抵抗は考えないものとし, 電熱線で発生した熱は水温の上昇にす
べて使われたものとします。
〔実験〕
I 電源装置,電流計, 電圧計, スイッチ, 抵抗の大き
さが10Ωの電熱線Pをつないで回路をつくり, 図1
のように, 発泡ポリスチレンのカップにある質量の
16.0℃の水と電熱線Pを入れた。 ただし, 図1の電圧
計と電流計は省略してある。
Ⅱ 電熱線Pに7.0Vの電圧を加えて電流を流し,カッ
プの中の水をゆっくりかき混ぜながら, 水温を2分ご
とに調べ,10分間測定した。 表は、このときの結果を
まとめたものである。
図1
電源装置
スイッチ
温度計
カップ
水
電熱線P
III 抵抗の大きさが5Ωの電熱線Q を用いて, I, II
同じ操作を行った。
表
電流を流した時間〔分〕
0
2
4
6
8
10
電流計の値〔A〕
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
水温〔℃〕
16.0
16.5
17.0
17.5
18.0
18.5
(1) 実験で用いた電流計 電圧計について、次の各問いに答えなさい。
① 図2は,電流計の一部を表しています。 回路に流れる電流の大
きさがわからないとき, 電源装置の一極側の導線を5Aの端子に
最初につなぐのはなぜですか。 簡潔に書きなさい。
図2
50mA 500mA 5A +D.C.
②電流計や電圧計を回路につなぐ方法について述べた次の文中のⓐ ⑥の
いものをそれぞれ1つずつ選び, 記号を書きなさい。
}の中から正し
電流計は,測定したい場所にⓐ {ア 直列
イ並列につなぎ, 電圧計は,測定したい
場所に⑥ウ 直列
エ並列につなぐ。
(2)実験Ⅱで, 電熱線Pに7.0V の電圧を加えたときに消費する電力は何W ですか。
(3)実験のⅡで, 電熱線Pを用いて, 7.0V の電圧を加えて5分間電流を流したとき, 電熱線Pか
ら発生した熱量は何ですか。
(4) 実験のIの下線部において, 発泡ポリスチレンのカップに入れた水の質量として最も適切なも
のを次から1つ選び, 記号を書きなさい。 ただし, 水1gの温度を1.0℃上昇させるのに必要な熱
量を4.2J とします。
ア 40g
イ 57g
ウ 140g
I 280g
-4-

Answer 1

🍇こつぶ🐡

水の質量m(g)とする。
0～10分で18.5-16.0＝2.5℃上がっている。
(2)より、消費電力＝4.9W。

10分の熱量(J)をQとすると、
Q＝電力4.9W❌10❌60(s)＝2940J……①

Q＝m❌比熱4.2❌温度上昇＝m❌4.2❌2.5……②

①＝②より、
2940＝10.5m

m＝280g……エ🙇

Answer 2

mo1

参考・概略です

「電熱線で発生した熱は水温の上昇にすべて使われたものとする」
なので、発生した熱量＝温度上昇で使われた熱量を考えます

①電熱線Ｐで発生した熱量を考えると
　　加えた電圧7.0[V]，流れた電流0.7[A]，流した時間10分＝600[秒]より
　　　7.0×0.7×600＝2940[J]

②水温の上昇に使われた熱量
　　水x[g]，上昇温度18.5－16.0＝2.5[℃]，水1[g]を1.0[℃]あげる熱量4.2[J]
　　　4.2×x×2.5＝10.5x[J]

③10.5x＝2940を解いて
　　　x＝280

水の量は、エ　280[g]