中学理科（物理・化学）の問題演習
令和6年8月18日
電力と熱量と水温上昇
※長崎県の青雲高校の入試問題です。（数字やアルファベットは半角で、カタカナは全角で入力すること）
抵抗値がそれぞれ5Ω，2Ωの電熱線a，bと、抵抗値が不明の電熱線c，電源装置，電流計を図1のように直列接続し、電熱線を水の入ったビーカーA，B，Cに浸した。A，C内の水の質量はそれぞれ200g，150gで、B内の水の質量は不明である。回路に7分間通電したら、ビーカー内の水温が図2のグラフに示したような変化をした。これについて各問いに答えなさい。なお、電流計の抵抗は考えず、電熱線で発生した熱はすべて水温の上昇に使われたものとせよ。また、水1gの温度を1℃上昇させるには、4.2Jの熱量が必要であるものとする。
（１）7分間で、電熱線aから発生した熱量は何Jか。
（２）通電中、電流計は何Aを示していたか。
（３）ビーカーB内の水の質量は何gか。
（４）電熱線cの抵抗値は何Ωか。
（５）電源装置の電圧は何Vであったか。
次に、この回路を図3のようにつなぎ変え、ビーカー内の水を等しい水温の新しい水に入れ替えた。電源装置の電圧は図1の回路と同じ電圧にして通電した。
（６）電熱線aにかかる電圧は何Vか。
（７）電流計は何Aを示すか。
（８）消費電力が大きい順にa，b，cを並べよ。
（９）水温上昇の関係を正しく表したものは次のア～コのうちどれか。1つ選んで記号で答えよ。
ア A＞B＞C イ A＞B＝C
ウ A＝B＞C エ A＝B＝C
オ B＞C＞A カ B＞C＝A
キ B＝C＞A ク C＞A＞B
ケ C＞A＝B コ C＝A＞B