Question

みく

どうやって解けばいいか全然わかりません。(2)教えて下さい！！

4 電熱線に電流を流したときの電熱線の発熱について調べるため,次の 〔実験〕 を行った。
〔実験〕 ① 図1のように, 発泡ポリスチレンのコップの中に, 室温と同じ温度の水100g,
7.0Ωの電熱線, 温度計を入れ, 電熱線, スイッチ, 電流計, 電源装置を導線で
接続した。
2 スイッチを入れ、 電流計を流れる電流が 2.0Aになるように調節した。
③②の直後、水の温度を測定し, それから30秒ごとに300秒まで, コップの中の水
をかき混ぜながら水の温度を測定した。
4 次に, 電流計を流れる電流を1.0Aに変えて, ①から③までと同じことを行った。
5 さらに, ① でコップの中の水の量を50g, 200g に変えて, それぞれ②から④
までと同じことを行った。
ただし, 室温は一定であり, 発泡ポリスチレンのコップを用いて 〔実験〕 を行うとき, 電熱
線で生じた熱は, 全て水の温度上昇に使われるものとする。
図2は, 〔実験〕 の結果をもとに, コップの中の水の温度を測定し始めてからの経過時間と,
コップの中の水の温度との関係をそれぞれグラフに表したものである。
図 1
温度計
図2 50
水の温度
40
30
(°C) 20
10
0
60
水
0
120
電熱線
_電源装置
スイッチ
180
経過時間 [秒]
発泡ポリスチレンのコップ
240
導線
— (6)
電流計
(水50g, 電流 2.0A)
300
(水100g, 電流 2.0A)
(水50g, 電流 1.0A) (水200g, 電流 2.0A)
(水100g 電流 1.0A)
(水200g, 電流 1.0A)
OM4 (823-33)

次の (1) から (4) までの問いに答えなさい。
(1) 〔実験〕 の②で電流計を流れる電流が2.0A のとき, 電熱線で消費される電力は何Wか,
整数で求めなさい｡
(2) 〔実験〕 ① でコップの中の水の量を300gに変えて, ② で電流計を流れる電流が3.0Aと
なるように調節し、③と同じことを行った。 このとき, 経過時間と水の温度との関係はどの
ようになるか。 横軸にコップの中の水の温度を測定し始めてからの経過時間を, 縦軸にコッ
プの中の水の温度をとり、その関係を表すグラフを解答欄の図3に書きなさい。
ただし, 測定を開始したときの水の温度は10℃であった。
図3 50
水の温度
[°C]
40
30
20
10
60
120
180
経過時間[秒]
240
300

(2)
図3
水の温度
[℃]
50
40
30
20
10
I
ポー -7
60
-4
-T114-
1
1
-----+-
1
120
180
経過時間[秒]
1
エー
I
240
300

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

たなか

図2から、水の質量が2倍になれば、温度変化は1/2倍に、4倍になれば1/4倍になることがわかります。
水の量が多ければ、その分、あたたまるのに時間がかかるので、温度変化が小さくなるわけです。

また、電流が2倍になるとき、電熱線に加わる電圧も2倍になるため、電力は2×2で4倍になります。したがって、温度変化も4倍になります。

図2から、水100g、1.0Aのとき、300秒後の水温は5℃上昇することがわかります。
電流を3倍の3.0Aにしたとき、電圧も3倍になるので、電力は3×3で9倍になります。つまり、水の温度変化も9倍になります。水が100gなら、このときの温度変化は、5℃×9=45℃となります。しかし、水の質量は100gではなく300gなので、温度変化は1/3倍、つまり、45℃×1/3=15℃となります。したがって、(0,10)と(300,15)の点を結んだグラフが答えになります。

わかりにくい部分があれば、また教えて下さい。

みく

ずっともやもやしてたんですけどスッキリしました！丁寧にありがとうございました🙏