Question

始祖の巨人

中学2年の電気系です
答えの写真の3の1で5.0V÷5.0Ωという計算で直列回路なのになぜ5.0Vなのかと、
3の2でなぜ5分の2と最後の19.4になるのかわかりません💦💦
誰か助けてください💦

スイッチ
温度計
一電源装置
図1のように,発泡ポリス 図1
チレンのカップの中に, 2.0Ωの電熱
線と温度計を入れ, 電圧計, 電流計,
電源装置,スイッチ, 端子A, 端子B,
端子Cをクリップと導線で接続した。
水
[実験1]I
端子A
電圧計
導線P
端子B
発泡ポリスチレンのカップ
電熱線
、電流計
端子C
I カップの中に室温と同じ温度の水を
入れた。
I スイッチを入れ, 電圧計の値が5.0Vになるように調節した。
V 水の温度を温度計で測定してから, ストップウォッチのスタートボタンを押した。
V カップの中の水をかき混ぜながら, 1分ごとに10分まで水の温度を温度計で測定した。
I 次に,発泡ポリスチレンのカップの中の電熱線を, 5.0Ωと10.0Ωの電熱線にかえて,そ
れぞれの場合について, IⅡからVまでと同じことを行った。ただし,カップの中に入れる
水の量はすべて同じとした。
[実験2]I [実験1]の図1の電熱線を2.0Ωの電熱線に戻し, 端子Bと端子Cの間の導綱
Pを取り外して, かわりに3.0Ωの抵抗を接続した。
I カップの中の水の量と温度を[実験1]のIIと同じにして, [実験1)のⅢ~Vと同じこと
を行った。

スタートホタンを押してから10分後の水の温度は
ア 0.16
イ 0.40
じであった。 48×0.1
ウ 1.67
エ 2.50
オ 6.25
カ 19.6
キ 20.6
ク 21.9
ケ 22.4
38+
コ 31.9
ミ10.0(1)
0.5
72 理科2年
25 A
〈10点×4)
図2に記入
1.0
X24
256
4536

4心
解説
1
(1)オームの法則より, 5.0[V]+ 2.0[Ω]=D2.5[A]
10
8
(採点基準
6
グラフが(0, 0), (10, 6)
の点を通っていること。
0
2
4
6
8
10
経過時間[分)
図2の2つのグラフを比べると,傾きの大きいグラフは2分で水が3℃
上昇し,傾きの小さいグラフは10分で3℃上昇しているので, 傾きの大
きさは,大きい方が小さい方の5倍になっている。 電熱線の消費電力は
それぞれ,2.0Ωが12.5W, 5.0SQが5W, 10.0Ωが2.5Wで, 電熱線で発生す
る熱量は電力に比例することから, 傾きの大きいグラフは2.0Ωの電熱線,
傾きの小さいグラフは10.0Ωの電熱線の結果であることがわかる。 したが
って,図2には, 5.0Ωの電熱線を用いたときの結果をかき入れる。
(3)D (実験1]で, 2.0Ωの電熱線の消費電力は、5.0[V]×2.5[A]=12.5[W]
である。(実験2]では, 2.0Ωの電熱線と3.0Ωの電熱線を直列につない
だので、全体の抵抗は5.0Ωであり,流れる電流の大きさは, 5.0[V] +5.0
[9]=1.0[A], 水の中の電熱線にかかる電圧は, 1.0[A]×2.0[Ω]=2.0
[V], 消費電力は, 2.0[V]×1.0[A] =D 2.0[W] となる。したがって, 消費電
力は2.0+ 12.5=0.16[倍]となる。
22 図2より、2.0Ωの電熱線を用いたとき,2分で3℃上昇したので、
(実験2〕で5分間電流を流すと, ①より, 3[℃]x0.16×-=
する。したがって, 19.4+1.2= 20.6[℃]
5
1.2[℃]上昇
2
2
(1(2) 上空にいくほど気圧が低くなるので
ト地での
水の上昇温度

Answer 1

ブドウくん

1つめの質問
「直流電源なのに5V」という, まるで直流電源なら5Vはありえないというような言い方をされていますが, よくわからないです。何か勘違いをしている可能性があります。5Vの直流電源であるというそれだけのことです。

2つ目の質問
問題がわからないです。

始祖の巨人

1つ目の質問で直列回路では電圧はV=V1+V2なので
2.0Ωの電圧と3.0Ωの電圧は違うのではと考えて質問したものですこれが勘違いなのであれば説明をお願いします
質問2ではミスがありました写真を送りましたので回答していただけるとありがたいです。

ブドウくん

あくまで実験1の2.0Ωのときの電流を聞かれているので, 実験2の3.0Ωのときを考える必要はないと思います。図の回路だと, 抵抗値を考えないといけないのは電熱線1ヶ所だけなので, 電熱線に加わる電圧は5.0Vだといえます。

19.4というのは5分後の温度ですね。10分後の温度が知りたいので5分後のときの温度19.4から5分間でどれだけ温度上昇があったのかが知りたいわけですよね。
(1)において, 3.0Ωのとき消費電力は2.0Ωのときの0.16倍であることを求めました。消費電力と熱量は比例関係にあるので, 消費電力が0.16倍なら熱量も0.16倍となります。2.0Ωのとき, 2分で3度上昇することがグラフから読み取れ, 5分間だとその2分の5倍の温度上昇があります。これが2.0Ωのときの温度上昇であり, 3.0Ωのときはこの0.16倍となるので答えの式となります。

質問点が明確なので解答しやすいです。わからないことがあれば聞いてください。