Question

ぱーぷる

⑷は、2枚目の写真のような解き方ではできないのですか？
答えは、
⑴4Ａ
⑵32W
⑶9600Ｊ
⑷4℃

ちなみに、
"抵抗が2倍になるなら、電流は抵抗に反比例するから×1/2
→電力は、1/2×1/2＝1/4→Jも1/4→上昇温度も1/4になる"
と、考えました。

解説は、3枚目の写真です。

よろしくお願いします🤲🏻

S p.76~77
3電力と熱量の関係
レ温度計
電源装置
右の図のように,抵抗が2Ωのヒー
ターに8.0 Vの電圧を加え,5分間電
流を流すと,水温が8℃上昇しまし
た。次の問いに答えなさい。
(1) ヒーターに流れる電流は何Aです
じょうしょう
電圧計
スイッチ
手かき混ぜ棒
トくみ置きの水
か。
でんりょく
ヒーター
(2) このヒーターの電力は何Wですか。
(3このヒーターに5分間電流を流したときの熱量は何Jですか。
(4) 抵抗が42のヒーターにかえて8.0Vの電圧を加え,5分間電流
を流したとき, 水温は何℃上昇すると考えられますか。
はっぽう
発泡ポリスチレンのコップ 電流計
ねつりょう

22→ 4
メ2
びか
Ax WXで す ×を
2400J
9600J
2400丁
き42丁 -57.428.

8.0[V]
3(1) I=-より,
R
2[Q]
-=4 [A]
ah0でんりょく
(2) 電力[W] = 電圧[V] × 電流[A] より, 8.0[V]× 4[A]l
=32[W]
ねつりょう
(3) 熱量J] =電力[W]×時間[s]より, 32[W]×(5×60)
[s] =9600[J]
(4) ヒーターを変えたときの電流の大きさは,
8.0[V]
-=2.0[A]
4[Q]
電力は8.0[V]×2.0[A]=16[W]です。抵抗が2Ωのと
[A)きのヒーターに比べて, 電力が半分になるので, 発生する
a0熱量も半分になり, 上昇温度は半分の4℃になると考えら
a10れます。
じょうしょう

熱量 水の上昇温度 電力

Answer 1

jo

抵抗が２倍になると電流が１/２になる。
ここまではよいのですが、電力（電流×電圧）は電流が１/２になっても電圧が変化しないので、１/２のままです。

いろんな視点から自分らしい考え方ができるのはとても素敵ですね。

ぱーぷる

そうわかったらどう計算すれば良いのですか？
写真通りの計算方法でやったら、割り切れない数になります。

ぱーぷる

こうなりました。

9600Ｊ÷2＝4800J
4800J÷4.2J＝1142.857…

jo

1gの水の温度を1℃上昇させるのに必要なエネルギーが4.2Ｊなので、水の質量が分からないこの問題では計算できませんね。
また、実際には発生したエネルギーは水の温度上昇以外に使われるので理論値しか求められません。問題文に「エネルギーは水温上昇以外に使われないものとする」といった但し書きがあれば4.2Ｊで割るのも面白いかもしれませんね。

ですので、8℃温度が上昇したときと電流を流す時間は同じなので、電力が半分になると上昇温度も半分になる。というのがこの問題の解法になります。