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72000 J)
(2)1200Wで1日あたり6時間, 25日間使用したとき, 電力量は何Whか。 ( 180000 Wh)
図1」
4 電力 電流のはたらきを調べるため,次の実験1,2を行った。 [愛媛県]
〔実験〕 抵抗の値が2.0Ωの電熱線を用いて, 図1のよう
な装置をつくった。 点Pと点Qとの間に加える電圧を6.0V
に保ち、5分間電流を流しながら水温を測定した。 次に、 電
熱線a
a を電熱線bにかえて, 点Pと点Qとの間に加える電
圧を6.0Vに保ち、5分間電流を流しながら水温を測定した。
表は, その結果を表したものである。
[実験2] 図1の電熱線a を, 電熱線a
と電熱線bを直列につないだものに
かえて, 点Pと点Qとの間に加える電
圧を6.0Vに保ち, 電流を流しながら水温を測定した。
水温 電熱線 a
[℃] 電熱線b
ただし,実験1・2では, 水の量, 電流を流し始めたときの水温, 室温は同じであり, 熱の移動
は電熱線から水への移動のみとし、 電熱線で発生する熱は全て水温の上昇に使われるものとする
(1) 実験1で, 電熱線 a に流れる電流の大きさは何Aか。 図2
(3.0A)
(2)実験1で,電熱線に電流を流し始めてからの時間と
電流を流し始めてからの水の上昇温度との関係はどうな
るか。 表をもとに,その関係を表すグラフを図2にかけ。
(3) 実験1で,電熱線aが消費する電力と電熱線bが消費
する電力の比を, 最も簡単な整数比で書け。
( 2
(室温は16.4℃である)
電流を流し始めて
〔分〕
からの時間
:31 4
(4) 次の文の①,②の { }の中から,それぞれ適当なも
イ 200秒後
ウ 450秒後
し始めてからの水の上昇温度
5.0
24.0
13.0
2.0
1.0
1
3
4
5
0
2
16.4 18.0 19.6
22.8 24.4
16.4 17.2 18.0 18.8 19.6 20.4
21.2
(①
'0
電源装置
Q+
レガラス棒
FREEST
900秒後
( 9点×5)
FU% 一発泡ポリスチレン容器
170
･電熱線 a
スイッチ
KA
8888
電流計
のを1つずつ選び, その記号を書け。
②イ
実験2で, 電熱線aと電熱線bのそれぞれに流れる電流の大きさを比べると, ① {ア
が大きい, イ 電熱線bが大きい, ウ同じである } 。
また,実験2で、電熱線aと電熱線b のそれぞれが消費する電力を比べると, ② {ア 電熱線a
が大きい, イ 電熱線bが大きい, ウ同じである}。
(5) 実験2で、電熱線に電流を流し始めてから、水温が4.0℃上昇するのは何秒後か。次のア~エか
(ウ)
ら選べ｡
ア 100秒後
1 2 3 4 5
電流を流し始めてからの時間 〔分〕
電熱線a
57
2
年
4 (2) 電熱線bを用いたとき
の水の上昇温度は, 1分後が
0.8℃, 2分後が 1.6℃, 3分後
が 2.4℃ 4分後が 3.2℃, 5分
後が 4.0℃。
(3) 5分後の水の上昇温度は,
電熱線a: 24.4-16.4=8.0[℃]
電熱線b:20.4-16.4=4.0[℃]
水の上昇温度は電力に比例する
ので,電熱線a が消費する電力
と電熱線bが消費する電力の比
は,8.0:4.0 =2:1
(4)② (3)より, 実験1で電熱線b
を用いたときに回路に流れる電
流は、電熱線を用いたときの半
分なので, 1.5A。 よって, 電熱
線 bの抵抗は, 6.0 ÷ 1.5 = 4
[Ω] P=IRより､電流が同じ
とき, 電力は抵抗に比例するので,
消費電力は電熱線b のほうが大
きい｡
(5) 実験1より, 電熱線b の電
力は, (1.5[A])2 x 4[Ω] = 9[W]
水温が4℃上昇するのに5分か
かったので熱量は, 9 〔W〕 × 5
また実験
x 60[s] = 2700[J]
2で、全体の抵抗は, 2 + 4 =
6〔Ω], 電力は,(6[V])÷6
[Ω] = 6〔W〕 水温が4℃上昇
するのにかかる時間を ts とす
ると, 6〔W〕×[s] = 2700[J]
t = 450〔s〕
