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理科 中学生

問2の(2)がわかりません( ; ; ) 解説みてもよくわかりませんでした。 やり方教えていただけると嬉しいですm(__)m (二枚目は答えです)

5 電力と発熱に関する, 次の実験を行った。 これらをもとに,以下の各問に答えなさい。 ただし、 電熱線から発生した熱はすべて水の温度上昇に使われるものとする。 図1 [実験Ⅰ] 室温が17.0℃の室内で, 水を入れ た発泡ポリスチレンのコップを用意し、 6V-3Wの電熱線Aを水中に沈めた。 これを用いて図1のような装置をつく り水の温度を測定した。 次に,電源 装置の電圧を 6.0Vにして電熱線Aに 電流を流し,1分ごとに5分間の水の 温度を測定した。 表は, その結果をま とめたものである。 温度計 時間 [分] 0 1 2 3 4 5 水の温度 [℃] 17.0 17.4 17.8 18.2 18.6 19.0 電源装置 [000000] スイッチ 発泡ポリスチレンのコップ 電熱線A [000000 電圧計 [実験ⅡI] 実験Iの電熱線Aを, 6V-6Wの電熱線B, 6V-24Wの電熱線Cにかえ,それ以外 の条件はすべて実験I と同じにしてそれぞれの電熱線に電流を流し, 1分ごとに5分間の 水の温度を測定した。 [0000] 問1 実験Ⅰ について,次の(1), (2) に答えなさい。 (1) このとき,正確な実験結果を得るために, ある操作を行った。 その操作とは何か,次のア ~ウから最も適切なものを1つ選び, その符号を書きなさい。 また, その操作を行った理由 を書きなさい。 ア 電熱線Aに電流を流す前に, コップの中に沸騰石を入れておいた。 イ 電熱線Aに電流を流している間, コップの水をガラス棒でときどきかき混ぜた。 ウ 電熱線Aに電流を流した後, すぐに電熱線Aを水から引き上げた。 (2) 電熱線Aの抵抗の大きさは何Ωか, 求めなさい。 問2 実験ⅡIについて,次の(1), (2) に答えなさい。 (1) 電熱線Bに5分間電流を流したときに発生した熱量の大きさは何Jか, 求めなさい。 (2) 電熱線Bを沈めたコップでは, 5分後の水の温度は21.0℃になっていた。 このことから, 電熱線Cを沈めたコップの, 5分後の水の温度は何℃であったと考えられるか。 また, そう 判断した理由を, 「消費電力」, 「水の上昇温度」という2つの語句を用いて書きなさい。 図2 問3図2のW~Zの回路について, 次の(1), (2)に答えな W さい。 (1) 図2のYとZの回路ように, 1本の道筋でつな がっている回路を何というか, 書きなさい。 (2) 図2のW~Zの回路で, 電源装置の電圧を同じに して5分間電流を流したとき, 電熱線Aを沈めた水 の上昇温度が最も小さくなる回路はどれか, 適切な ものを1つ選び、 その符号を書きなさい。 なお, 電 熱線とそのつなぎ方以外の条件は, 実験Ⅰ, ⅡI とす べて同じであるものとする。 X 08080 電流計 xzk 電熱線A 電熱線 B 電熱線A 電熱線C Y Z RAPAKIN 水 Le zk 電熱線A 電熱線B 電熱線A 電熱線C

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物理 高校生

なぜ(2)のV2の電圧を求める計算で、3/9を掛けるのですか?C'の箇所の電圧が知りたいのになぜ分子がC1の値が入るのか分かりません。

図のように, C1=3.0μF, C2= 2.0μF, C3=4.0μF の コンデンサーを接続し, V = 30Vの電源につなぐ。 各 コンデンサーは, はじめ電荷をもっていなかったとし て,次の各問に答えよ。 X₁ 指針 XZ間の合成容量 は, XY間と YZ 間の直列接続と考 えて求める。 また, YZ間の並列部分 の合成容量を C' V=30V として, 回路は図のように改めることができ,直 列接続では,各コンデンサーに加わる電圧の比は, 電気容量の逆数の比に等しい。電 解説 (1) YZ間の合成容量 C' は, BOC' Y C₁ (1) XZ間のコンデンサーの合成容量を求めよ。 (2) YZ間の電圧を求めよ。 (3) C. C の各コンデンサーにたくわえられる電気量をそれぞれ求めよ。 - V₁ V₂- ² T ・Z X 3.0MF Ch ⑩0% 1/=/1/1 Y = C+C' C2 =30x 2.0MF 400F C3 2.0+4.0=6.0μF で, XZ間の合成容量Cは, 1 1 ・+ + C=2.0μF C C1 C' 3.0 6.0 VV BB Z (2) (2) XY 間,YZ間の各電圧 V1, V2 は電気容量 C, C' の逆数の比に等しい。 VICCI V2=VX. (3) (2)の結果から, V1 = V-V2=30-10= 20V C1, C2 のコンデンサーの電気量を Q1, Q2 とし Q=CV1=(3.0×10-) ×20=6.0×10-C Q2=C2V2=(2.0×10-) ×10=2.0×10-C OON V 30V (S 3.0 3.0 +6.0 Z =10V

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