電熱線と発熱
問題
同じ材質でできていて、長さと断面積が（表）のようになっている電熱線A〜Eがあります。これを使って、電熱線の長さや断面積と電熱線から発生する熱の関係を調べるために実験を行いました。これについて、次の問いに答えなさい。ただし、電熱線から発生する熱は、すべて水の温度を上げるためだけに使われ、電源装置の電圧は実験中つねに一定であったものとします。
<実験>
①（図1）のように電熱線Ａ〜Cをつなぎ、それぞれを18℃、100gの水が入ったビーカーに入れて水温の変化を調べた。（グラフ1）はこのときの結果を表している。
②（図2）のように電熱線A〜Cをつなぎ、それぞれを18℃、100gの水が入ったビーカーに入れて水温の変化を調べた。（グラフ2）はこのときの結果を表している。
③ ①で、ビーカーに入れた水の量を200gにして水温の変化を調べた。（グラフ3）はこのときの電熱線Aのビーカーの結果を示している。
（1）電熱線A〜Eで、電気抵抗が最も大きいものはどれですか。
（2）グラフ1のあ〜う、グラフ2のえ〜かは、電熱線A〜Cのいずれか
の結果を表しています。それぞれどの電熱線のものか、A〜Cの記号で答えなさい。
（3）電熱線DとEを並列につなぎ、18℃の水が200g入ったビーカーに入れて電流を流したとき、6分後の水温は何℃になりますか。
（4）電熱線DとEを並列につなぎ、18℃の水が400g入ったビーカーに入れて加熱したところ途中で電熱線Dが切れてしまいましたが、そのまま電流を流し続けたところ、開始から12分後に水温は27℃になっていました。電熱線Dが切れたのは加熱を始めて何分後ですか
出題のポイント
物理分野、「電流と発熱」単元から電熱線の直列・並列時の発熱のちがいに関する問題です。
ルールを覚えておかないとグラフから電熱線を特定する問題が解けません。
また、（4）はすこし難易度が高めですが、つるかめ算を利用することに気がつけば解けるでしょう。
