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理科 中学生

理科 電流についての応用問題です。 (3)が分かりません。答えは4.2℃です。 この問の解き方や説明をしていただきたいです。 どうかよろしくお願いしますm(*_ _)m

69 大問6の類題 ポイント:電流のはたらきについてまとめよう。 2.2種類の電熱線 a, b について、電熱線の両端に加える電圧を 変えたときに流れる電流の大きさを測定したところ、図1のよう になった。その電熱線 a, bを直列につなぎ 図2のように発泡 ポリスチレンの容器にくみおきの水100gといっしょに入れ、電 源装置の電圧を6Vにして電流を流し、水をかき混ぜながら, 5 ▼ 分間に上昇した温度を測定した。 あとの問いに答えなさい。 ただ 300:2700 60 2X 20 TZO (1) 電熱線の抵抗は何Ωか、求めなさい。 4.0 (2) 5分間に電熱線 a から発生した熱量は何Jか, 求めなさい。 (3) 5分後に水の温度は何℃上昇すると考えられるか, 小数第2 位を四捨五入して小数第1位まで求めなさい。 (4) 電熱線a. b を並列につなぎ、図2と同じくみおきの水が 100g入っている発泡ポリスチレンの容器に入れて, 電源装置 の電圧を6Vにして電流を流した。 水の温度が9℃上昇するの は電流を流し始めてから何分何秒後か, 求めなさい。 140 420 420 3580 272:3ヶ月² 2173 60 126 図 1 800 200 し、1gの水の温度を1℃上昇させるために必要な熱量を4.2Jと し、電熱線で発生した熱は、 すべて水の温度上昇に使われたもの不閣内に x=1200とする。 x=1300 -26- 15.0 4.0 電 3.0 流 [A] 2.0] 1.0 €0.0! 図2 20 S 492 CAL WX 温度計 6V R+ H INTIMNIT VI 電熱線 b 012345678 電圧[V] v w 40 電熱線 a 6 HD 電源装置 スイッチ = + 2 ガ ラ(時) 棒 電熱線 a 電熱線b 9.5 電流言

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物理 高校生

なぜ⑴では空気の屈折率を文字で置いてるのに、⑷は屈折率1で考えてるのか教えてください。

|30| 光通信などに使用される光ファイバーでは、光の全反射現象などが利用されている。 その原 理を図のような円柱状媒質のモデルで考えよう。 円柱の中心軸からある半径までの部分は屈折 率(絶対屈折率nの媒質Iであり,その外側は屈折率nの媒質ⅡIである。円柱の端面は中心 軸と垂直であり、図は,円柱の中心軸を通る平面で切った断面図である。 この平面内で , 空気 中から円柱の端面の中心点Aに入射角で入ってくる光が, 屈折して円柱内に入り, その後ど のように伝わるかを調べる。 屈折率の間には、 常に nnn (no は空気の屈折率) という 関係があるものとして, 以下の設問に答えよ。 (1) 光が媒質I と媒質ⅡIの境界面で全反射をして, 媒質Iの中だけを伝わるためには,入射角 はどのような条件を満たせばよいか。 sin0 についての不等式で示せ。 (2) 屈折率の大きさによっては,入射角をどのように選んでも光が媒質 ⅡIの中に入れないこ とがある。 そのようなことが起こらずに, 光が媒質ⅡIの中にも入ることができるためには, 屈折率の間にどのような関係があればよいか。 (3) 屈折率の間に設問 (2)で求めた関係がある場合, 光が媒質ⅡIの中には入るが円柱の外には出 ないためには,入射角0はどのような条件を満たせばよいか。 (4) 光が点Aに入射角で入射し, 媒質Iの中を全反射しながら光ファイバーの長さの方向 に距離だけ進む時間を求めよ。 ただし, 真空中での光速度をcとする。 空気 no 0 A no N2 "n₁" n2 空気 媒質 ⅡI -媒質Ⅰ 媒質 Ⅱ

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