電熱線と電流
問題
電熱線の長さや断面積と、電熱線を流れる電流の大きさとの関係を調べるために、(図1)のような回路のX−Y間に長さや太さのちがう電熱線をつないで、実験を行いました。(表)は、このときの結果をまとめたものです。これについて、次の問いに答えなさい。ただし、電熱線はすべて同じ材質のものを使い、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>
①断面積が0.4mm2と0.8mm2の電熱線について、それぞれ長さのちがうものをX−Y間につないで、電流計の示す値を調べた。
②断面積が1.6mm2の電熱線について、長さ20cmの電熱線をX−Y間につないで、電流計の示す値を調べた。
(1)(表)のあ~うにあてはまる値を答えなさい。
(2)(表)の結果から、電源装置の電圧が一定のとき、電熱線の長さや断面積と、電熱線を流れる電流との関係はどのようになっていることがわかりますか。次の文の【 】内に適語を入れなさい。
「電熱線の断面積が一定のとき、電流の大きさは電熱線の長さに【 ① 】し、電熱線の長さが一定のとき、電流の大きさは電熱線の断面積に【 ② 】する」
(3)(図1)のX−Y間に、断面積が0.1mm2で、長さが5cmの電熱線をつなぐと、電流計は何mAを示しますか。
(4)(図1)のX−Y間に、長さが50cmの電熱線をつないだところ、電流計は360mAを示しました このとき電熱線の断面積は何mm2でしたか。
<実験2>(図2)のような3本の電熱線A~Cを使って(図3)・(図4)のようにつなぎ、端子P・Qを(図1)のX−Y間につないで、電流計の示す値を調べた。
(5)電熱線Aの電気抵抗を1とすると、電熱線B・Cの電気抵抗はいくつですか。
(6)(図3)・(図4)のP・Qを、それぞれ(図1)のX−Y間につないだとき、電流計は何mAを示しますか。
出題のポイント
物理分野、電流と発熱の単元から、電熱線の長さ・太さと電流の大きさに関する問題です。
表から比例・反比例を導くこともできますが、ルールを覚えておいた方が早いでしょう。最後に電熱線の直並列が出てきますが、合成を使うと簡単に解けます。
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