Question

miiya

中学理科 電気の問題です
アイウエ教えてください！

問5 電熱線に流れる電流と電熱線の発熱について調べるために,電熱線を接続した回路を用いて
次のような実験を行った。これらの実験とその結果について, あとの各問いに答えなさい。大
だし、電流計や電圧計を正しく接続した場合には,それらの器具の接続による電流や電圧の値
の変化は考えないものとし,回路に電流を流しているときは,電流や電気抵抗の大きさは変化
しないものとする。
【実験1] 図1のように電源装置,電流計,電圧計,スイッチ, 電熱線Pを導線で接続して回路をっ
くった。この回路にスイッチを入れ,電圧計が0.5Vを示すように電源装置を調整した。この
ときの電流計が示す値を記録し, スイッチを切った。電源装置を調整して電圧計が示す値を
1.0 V, 1.5 V, 2.0 V に変え,それぞれの場合について, 電流計が示す値を記録し,スイッチ
を切った。次に, 図2のように, 電熱線Pと電熱線Qを並列に接続して回路をつくり, 同様の
操作を行った。その後,図3のように, 電熱線Pと電熱線Rを並列に接続して回路をつくり,
同様の操作を行った。ただし, 図1から図3までのX, Yは電流計, 電圧計のいずれかである。
グラフは,[実験1〕で得られた結果をもとに, 電圧計が示す値[V]と電流計が示す値(A)と
の関係を示したものである。
電源装置
電源装置
電源装置
スイッチ
スイッチ
スイッチ
Y
Y
電熱線P
電熱線P
電熱線P
電熱線Q
電熱線R
図1
図2
図3
図3の
とき
1.2
1.0
0.8
図2の
とき
0.6
図1の
とき
0.2
0
0.5
1.0
1.5
2.0
電圧計が示す値[V]
グラフ
電流計が示す値い

「実験2] 発泡ポリスチレンのコップを3個用意し,同じ温度で
同じ量の水をそれぞれのコップに入れて,図1の回路と
電源装置
水が入った発抱ポリスチレンのコップ, 温度計を用い
スイッチ
て図4のような装置をつくった。 装置のスイッチを入
温度計
れ,電源装置を調整して電圧計が3.0Vを示すようにし
た。コップの中の水をかき混ぜ棒でかき混ぜながら5分
間電流を流し、水の上昇温度を調べてスイッチを切った。
発泡ポリスチ
レンのコップ
水
電熱線P
次に,別のコップに取りかえて,電源装置を調整して電
図4
圧計が6.0 Vを示すようにして, 同様の操作を行った。さらに, 別のコップに取りかえて, 図 4
の電熱線Pのかわりに電熱線Qを用いて, 電源装置を調整して電圧計が3.0 Vを示すようにし
て,同様の操作を行った。
(ア) 次の
は,(実験1]での電流計のつなぎ方である。文中の( A ), ( B )にあてはまるも
のの組み合わせとして最も適するものをあとの1~4の中から一つ選び,その番号を答えなさい。
電流を計測する際,電流計は(A )の位置でつなぐ。また, 図1の回路に電圧計が 0.5 Vを示
す電流を流したときは, 電流計の( B )に接続すると正確に電流の大きさを計測できることがグ
ラフから読み取れる。
マイナス
1.
A:X
B:500 mA の - 端子
2. A:Y
B:500 mAの一端子
3. A:X
B:5Aの-端備子
4.
A:Y
B:5Aの-端子
(イ)[実験1]で, 電熱線Pの抵抗は何Ωか。 その値を書きなさい。
(ウ) 図5のように, 電熱線Qと電熱線Rを並列にして回路をつくり, [実験1]
電源装置
と同様の操作を行った。 電圧計が1.0Vを示すように電源装置を調整した
ときに回路全体に流れる電流は何Aか。 その値を書きなさい。
スイッチ
(エ) [実験2]で, 電熱線Pに3.0 V の電圧をかけて5分間電流を流したとき
の水の上昇温度を Ti, 電熱線Pに6.0Vの電圧をかけて5分間電流を流
電熱線Q
したときの水の上昇温度を T2, 電熱線Qに3.0Vの電圧をかけて5分間
電熱線R
電流を流したときの水の上昇温度を Ts とすると, これらの関係を等号や
図5
不等号を使って示したものとして最も適するものを次の1~6の中から一つ選び, その番号を答えなさ
い。ただし, [実験2]では, 電熱線から発生した熱は, すべて水の温度上昇に使われたものとし, コッ
プに入れた水は沸騰しなかったものとする。
1. Ti = T2 = T3
2. Ti> T2 > Ts
3. Ti< Ta< Ts
4. T2> Ti > Ts
5. Ts > Ti > T2
6. Ti = T2 <く Ts