電熱線に電流を流したときの電熱線の発熱について調べるため,次の[実験]を行った。あとの(1)から(4)まで
の問いに答えなさい。
(電験) 0 図1のように,発泡ポリスチレンのコップの中に, 室温と同じ温度の水 100g. 7.0 Ωの電熱線,温度
計を入れ,電熱線,スイッチ, 電流計, 電源装置を導線で接続した。
スイッチを入れ,電流計を流れる電流が2.0 Aになるように調節した。
(2
2の直後,水の温度を測定し,それから30秒こごとに300秒まで, コップの中の水をかき混ぜながら水
の温度を測定した。
次に,電流計を流れる電流を1.0 A に変えて, ①から③までと同じことを行った。
3
4
5
さらに,Oでコップの中の水の量を50g, 200 gに変えて, それぞれ②から④までと同じことを行った。
ただし,室温は一定であり, 発泡ポリスチレンのコップを用いて[実験]を行うとき,電熱線で生じた熱は,全て
水の温度上昇に使われるものとする。
図2は,[実験]の結果をもとに,コップの中の水の温度を測定し始めてからの経過時間と,コップの中の水の温
度との関係をそれぞれグラフに表したものである。
図1
図2
温度計
電源装置
(水50g,電流2.0A)
50
40
導線
水
の
30
(水100g.電流2.0A)
スイッチ
温
度
A00。
電流計
[℃) 20
(水50g,電流1.0A) (水200g, 電流2.0A)
水
(水100g,電流1.0A)
(水200g,電流1.0A)
10
発泡ポリスチレンのコップ
電熱線
60
120
180
240
300
経過時間(秒)
(1)(実験]の2で電流計を流れる電流が2.0 Aのとき, 電熱線で消費される電力は何Wか, 整数で求めよ。
(2)(実験)ののでコップの中の水の量を300gに変えて, ②で電流計を流れる電流が 図3
3.0 A となるように調節し, ③と同じことを行った。このとき, 経過時間と水の温度
との関係はどのようになるか。横軸にコップの中の水の温度を測定し始めてからの経
過時間を,縦軸にコップの中の水の温度をとり,その関係を表すグラフを図3に書け。
ただし,測定を開始したときの水の温度は 10℃であった。
(3) (実験]の結果から, 1gの水の温度を1℃上させるのに必要な熱量は何Jか, 小
数第1位まで求めよ。
50
40
水 30
の
度 20
10
28×300
5ax 40
84
- 4.2
60
120
180 240
300
WxS
ニ
20
経過時間(秒)
「宝験)の
までと同じことを行い。
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