問 題
図のＡ～Ｅのように、抵抗値がそれぞれ等しいニクロム線を電池とそれぞれ接続し同じ量の水が入った水槽に浸した。一定時間経過後の水の温度上昇が、最大のものと、最小のものの組合せとして最も妥当なのはどれか。
ただし使用する電池はそれぞれ電圧が等しく同じ規格のものとする。なお一定時間中に電池切れになったり水が沸騰したりすることはなかった。
最大 最小
1. Ａ Ｂ
2. Ａ Ｅ
3. Ｄ Ｂ
4. Ｄ Ｃ
5. Ｅ Ｃ
正解 (1)
解 説
電気なのでまず、オームの法則を思い出します。V＝RIです。また、電気により熱が出ているので、電力について考えます。P＝VIです。
電池が２個直列につながっている方が、電圧は大きくなります。そして、抵抗は直列につなげられると抵抗が増えます。オームの法則より抵抗が大きくなると流れる電流が小さくなります。すると、電力が小さくなります。よって、電池が２個直列で、抵抗が１個しかない A が、電力が最大です。
選択肢より、最小は B or E です。電池は並列につなぐと電圧は変わりません。イメージとしてはトイレットペーパーが２つ並んでいる感じです。結局使うのは１つだけで、片方がなくなるともう片方がスライドしてくるから「長持ち」するだけ、というイメージです。
よって、抵抗が ２個直列につながっている B の方が流れる電流が少ないため、電力がより小さくなります。最小は B です。
以上より、正解は 1 です。
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