㊙87. ジュール熱 8分 電熱線に電流を流し, 断熱容器に入れた水を 加熱する実験について考える。 電熱線の抵抗値の温度による変化は無視で き,電熱線で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。 問1 図1のように、 断熱容器に 27℃, 100g の水を入れ, 10V の直流 電源とスイッチに接続した抵抗値 20Ωの電熱線を浸し, 10分間電流を 流した。 水をかくはんした後の水温は何℃か。 最も適当な数値を,次断熱容器 の①~④のうちから1つ選べ。 ただし, 水の比熱を4.2J/(g・K) する。 ①28 ② 31 ③ 34 445 問2 電熱線と可変抵抗を使い, 図2のような回路と回路をつくった。 2つの回路において, 電熱 線の抵抗値は同じで,直流電源の電圧は同じ一定値である。 2つの回路に同じ時間だけ電流を流した 後,それぞれの水温を測定した。 さらにその後, 可変抵抗の抵抗値を変化させ, それ以外の条件は同 じにして測定をくり返した。 2つの回路において、電流を流す前後の水の温度差と可変抵抗の抵抗値 の関係を表すグラフとして最も適当なものを,それぞれ下の①~④のうちから1つ選べ。 ただし, 測定に用いた可変抵抗の最大値は電熱線の抵抗値に比べ十分大きいものとする。 回路 回路2 (1) 回路 1 の場合 (2) 回路2の場合 温度差 20 最大値 可変抵抗の抵抗値 温度差 0 可変抵抗 最大値 可変抵抗の抵抗値 図2 の交響ア 温度差 可変抵抗 ww 最大値 可変抵抗の抵抗値 温度差 0 直流電源 WW 水 電熱線 図 1 最大値 可変抵抗の抵抗値 [2015 追試] イに入れる式と単位の組合せとして正しいもの 第4編 電気