学年

質問の種類

理科 中学生

(3)はどのようにして考えて答えをだすのでしょうか🥲

6 電圧と電流の大きさとの関係を調べるために、次の実験を行った。これについて、下の(1)~(5)の問 ~いに答えなさい。 ただし、電熱線以外の部分の抵抗は考えないものとする。 実験 図1の実験装置を用いて回路をつくり、電熱 線の両端に加わる電圧を1.5V, 3.0V, 4.5V, 6.0Vと変化させたときの電熱線a を流れる電 流の大きさを測定した。 次に, 電熱線を抵抗 の大きさが異なる電熱線bに変えて、同じよう に実験を行った。 表 1, 2は、このときの結 果を表したものである。 図1 スイッチ 電源装置 電熱線 a 0000000000000 電流計 電圧計 直列 表 1 電熱線の両端に加わる電圧(V) 1.5 3.0 4.5 6.0 (1) 図1のすべての実験装置を, 導線を表す実線でつないで,こ の実験の回路を完成させなさい。 電熱線 a を流れる電流(mA) 50 50 100 150 200 表2 電熱線b の両端に加わる電圧(V) 1.5 3.0 4.5 6.0 (2) 次の文の( ① ), ( ② ) にあてはまる語を書きなさい。 電熱線b を流れる電流(mA) 225 150 675 300 表1,表2から,それぞれの電熱線を流れる電流の大きさは、電熱線の両端に加わる電圧の 大きさに ( 1 ) することがわかる。 この関係を ( ② )という。 (3) 電熱線aと電熱線b の抵抗の大きさの比を、最も簡単な整数比で表すとどのようになるか、次の ア~エから1つ選んで、記号で答えなさい。 I ア 電熱線a: 電熱線b=5:1 イ 電熱線a: 電熱線b=1:5 中立国会 ウ 電熱線a: 電熱線b=3:2 エ 電熱線a: 電熱線b=2:3 (4) 図2のように、電熱線 a, b をつないだ回路をつくった。し Bril 150n 重済が疲れたとき 80間に加わる電圧 図2 電熱 電熱線b

解決済み 回答数: 1
物理 高校生

名問の森の質問です。 (2)の解説部分の赤線がなぜなのかいまいちよく分かりません。教えてください🙇‍♀️

BxX 31 直流回路 電圧 100Vで使用すると, 80 W を消費する電球 L と, 40W を消費 する電球 M がある。 L, Mにかかる電圧 V〔V〕 と,電球を流れる電流 I〔A〕との関係を示す特性曲線は図1のようである。有効数字2桁で 答えよ。 19/9 名 00(1) Lに電圧 80Vをかけて使用するとき,Lの抵抗値はいくらか。ま た,消費電力はいくらか。 × (2) Lを電圧 100Vで使用しているとき,Lのフィラメントの温度は いくらか。ただし,抵抗の温度係数を2.5×10-3/℃ 室温を0℃と する。また,図1の点線はLの特性曲線の原点における接線を示す ものとする。 だから (3)図2において,Eは内部抵抗の無視できる起電力 120V の電池 Rは100Ωの抵抗である。 L を端子 XY間に連結して使用すると きLの電圧と消費電力はいくらか。ば (4)Lと100[Ω] の抵抗3本を並列にして(図3), 図2のXY間に連 結して使用するとき,Lにかかる電圧はいくらか。 × (5) LとMを並列にして、 図2のXY間に連結して使用するとき, L の消費電力はいくらか。 また, 回路全体での消費電力はいくらか。 Level (1) ★ (2) (3) (4) (5) Point & Hint Poji[C]での抵抗値は0袋)の (2)(4は抵抗の温度係数)が漁費電力 31 105 民として、R=R(1+al)と表され が大きいほど高温になる。つまり、グラ フの右上に向かって温度が高くなっている。 すると室温はどのあたりか。 706 図1を生かしたいのでにかかる圧を流れる電流を」として、キル ヒホッフの法則で関係式をつくる。一種の連立方程式の問題だが, グラフ上で解 くことになる。 (5)LとMを1つの電球とみて特性曲線をつくってみる。 LECTURE (1) 図1より V = 80[V] のとき I=0.7 〔A〕 の電流が流れるから, オーム の法則 V=RI より抵抗値 Rは R= == 80 0.7 ≒1.1×102 [Ω] 消費電力は VI = 80×0.7=56 〔W〕 RI2を用いてもよいが, VI ならダイレクトに計算できる。 10 M+J (2)V=100 〔V〕 のとき, I = 0.8 〔A〕 だから VOST V 100 R= == =125 [Ω] I 0.8 室温0℃はジュール熱の発生が無視できる原点近くの (VIが0に近い) 状態である。 [℃] での抵抗値 R のまま一定を保てば, 特性曲線は点線の 20 0.4 0.2 I[A] 1.2 225 1.0 0.8 0.6 Y 120V 100Ω RATE 図2 L IM 091 0 0 20 40 60 80 100 120 100Ω V(V) 図1 図3 ような直線となるはずだから Ro=1.0=20[Ω] よって, 求める温度を t [℃] とすると 点線のどこを 3. |使ってもよい 125 = 20 × ( 1 + 2.5 × 10-3t) .. t = 2.1×103 [℃] (3)Lの電圧、電流をV, I とすると, キルヒホッフの法則より 120 100I+V ・・・・・・ ① この関係を満たす V. Iは次図の直線(実線) で表される。 Lの特性曲線との交点が求める答 えだから V = 60[V] I = 0.6 (A) 消費電力はVI=60×0.6=36〔W〕 式①をグラフ化するとき 1次式だから直線 100Ω 120V 図 a

解決済み 回答数: 1