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理科 中学生

(ii)を教えてください。どうやっても32になりません。色々試したら30ボルトとか34ボルトにしかなりませんでした。

問5 Sさんは, 電熱線の発熱について調べるために, 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。 電源装置 〔実験 1〕 図1のような回路を用いて, 電熱線 A に加える電圧を 1V ずつ大きくしていき,各電圧での電熱線Aに流れる電流の値 を測定した。その後, 電熱線Aを電熱線Bにかえ,同様の手 順で実験を行った。 スイッチ 0 0 0 [0000000000 電熱線 A 電熱線 B 〔結果 1〕 X 電圧[V] 0 1 2 3 電熱線 A 80 160240 電流 [mA] 電熱線 B 0 120 240 360 図 1 4 〔実験 2] ① 図2のように, 電熱線 C を用いた回路をつくり,発泡ポ リスチレンのカップに室温と同じ 22.0℃の水を入れた。 電 熱線 C に 3V の電圧を加え, 1.5Aの電流を4分間流し, 容 器内の水をかき混ぜながら, 水の温度変化を測定した。 ② ①と同じ質量,同じ温度の水を別の発泡ポリスチレンの カップに入れ, 電熱線 C に 9V の電圧を加え, 4.5Aの電流 を4分間流し,容器内の水をかき混ぜながら, 水の温度変 化を測定した。 水 電源装置 電熱線C 34+ 発泡ポリスチレンの容器 図2 山 [結果 2〕 2 経過時間 〔分〕 0 2 3 4 電圧 3V 22.0 22.5 23.0 23.5 2400 水温 [℃] 電圧 9V 22.0 26.5 31.0 35.5 40.0

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物理 高校生

(1)で、電源のした仕事のところがわからなくて、W=qVで、Eボルト持ち上げたからVのところはEが入るのはわかるんですけど、なんでqにはいるのはQ1だけなんですかー??Q2は考えないのはなんででしょうか。

問5-6 右ページの図のような回路があるにはじめ、どのコンデンサーにも電荷が加えら れていない。このとき、 0 (1) スイッチをaにつないでから十分に時間が経過した。 この間に回路で発生し たジュール熱はいくらか。 Q (2) その後,スイッチをbにつなぎ替えて十分に時間が経過した。この間に回路 で発生したジュール熱はいくらか。 電源のした仕事=静電エネルギーの変化+発生したジュール熱 の関係を使って計算していきましょう。 <解きかた (1) はじめ, どのコンデンサーにも電荷が蓄えられていないので静電エネル ギーは0ですね。 コンデンサー C, とコンデンサーC2の電圧をV1,2と すると 電圧1周0ルールより E = V1 + V2 ...... ① 蓄えられる電気量は Q1 = CV1 ......② Q22CV2 独立部分の電気量の総和は不変なので ② ③より 0+0=-CV + 2CV2 0=-V1 +2V2 ...... ④ ①+④ より E=3V2 DRIC V₁=E. V₂ =E 静電エネルギーはそれぞれ U₁ = CV²= CE² U₁ = 1.2CV²=1+CE² 電源はQ=CV の電気量をEだけ持ち上げたので、 電源のした仕事は 2 QE = C.²+E+E=²²CE² とすると よって、回路で発生したジュール熱をとすると 2 -CE2= CE² = 2 CE² + CE² + J₁ 9 ゆえに = CE2 ...

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