【中三応援プログラム】コイルに流れる電流と直列回路と並列回路の熱量（２０２１年山梨）

濃厚接触者の定義

news.yahoo.co.jp

感染者との接触が

・マスク未使用

・１ｍ以内、15分以上

　これは、学校現場で給食時や体育、運動部での活動では一人が感染者になれば周りの多くが濃厚接触者になるということ

　逆を言うとマスクをつけていれば濃厚接触者にならないということ

マスクへの過信が世界的にも強い。

濃厚接触者で隔離期間が長いと医療従事者が不足してしまう。

その中で隔離期間を短くしようとする動きがある。

　潜伏期間が短い

　世界で見ると隔離期間が１０日のところがある。

という流れから　現在の１４日から変更されるのではということになるかもしれない。

ここで　考えられることは

　潜伏期間は個人差があるから一様に決められない。

　隔離期間を短くするエビデンスはわからない

電磁誘導

今日は、２０２１年の山梨県の問題である。どれも思考力判断力が必要になっている。

　電流の流れる向きを聞く問題

　ねじを選択肢が右側にあるので右から差し込みたくなるが左から差し込む

　コイルの実験で抵抗を入れる理由

　直列回路と並列回路の電力

どれも、間違えやすい問題である。この問題は間違いを誘うような問題なのでいやらしい問題かもしれない。

濃厚接触者の定義
電磁誘導

実験1

図1に示すように、コイルX,電源装置,スイッチ,電熱線,電流計を使って回路をつくり,PおよびQの位置に方位磁針を置いた。

2 スイッチを入れてコイルXに電流を流し, 方位磁針のN極の針が指す向きを調べた。

図2はこのときのコイルXと方位磁針を上から見たようすを示したものである。

3 スイッチを一度切った後,しばらくしてから図3のように,コイルXの隣にコイルY を並べた。その後、ふたたびスイッチを入れて電流を流し,検流計の針の動きを調べた。

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コイルの周りに発生する次回と電流の向き

(1) 実験1の2で、Pの位置においた方位磁針が図2のように示されるとき、コイルXに流れる電流の向きとして適当なものを,ア,イから一つ選び、その記号を書きなさい。また, Qの位置に置いた方位磁針のN極の針はどの向きを指すと考えられるか,図4の点線を利用し,図2のPの位置においた方位磁針にならって,N極の針を塗りつぶしてかきなさい。

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Ｐの方位磁針の向きで磁界の向きがＮ極が左側

　このコイルには

　左がＮ、右がＳになる。

右ねじを左から右へと入れると

上の図のようになる。右ねじの法則より、ねじの回る向きが電流の向きなのでイの方向が電流の向き

　Ｑの方位磁針もＰと同じくＮ極が左に行く

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電磁誘導

(2) 【実験1] の3で、コイル Yにつないだ検流計の針は、一瞬振れてから0の位置に戻ることが確認できたため,コイルYには電流が流れたことがわかった。このように,コイルの内部の磁界が変化することによって電流が流れる現象を何というか,その名称を書きなさい。

「コイルの内部の磁界が変化することによって電流が流れる現象」

これを電磁誘導という。

(3) 次の文は,〔実験1〕で,回路に電熱線が入れてある理由について述べたものである。「電流」という語句を使って、（　　　　）に入る適当な言葉を書きなさい。

理由:電熱線を入れることで,回路に（　　　　　　　　　　）ため。

電熱線を入れないと、抵抗が小さくなるので大きな電流が流れる。大きな電流が流れるとジュール熱が発生し、コイルが焼けきれる可能性がある。

そのため。電熱線をいれて、電流を小さくする。

電熱線を入れるのは、大きな電流が流れないようにするため

ジュール熱の実験

2 電流による発熱について調べるために,発泡ポリスチレンの容器に入れた室温と同じ温度の水50gと,抵抗の大きさがわからない電熱線を使って図5のような回路をつくり,次の実験を行った。 (1), (2)の問いに答えなさい。

【実験2]

1 電熱線1個を回路につなぎ,図5に示すように水の中にスイッチ入れ,電圧計の示す値が6Vとなるように電源装置を調整し, ガラス棒で静かにかき混ぜながら電流を5分間流したところ,水の温度上昇は電流を流した時間に比例していた。

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2　1と同じ電熱線2個を並列にして回路につなぎ,1と同様に水の中に入れ,電圧計の示す値が6Vとなるように 5分間電流を流したところ,水の温度上昇は電流を流した時間に比例していた。

3 1と同じ電熱線2個を直列にして回路につなぎ,1と同様に水の中に入れ,電圧計の示す値が6Vとなるように 5分間電流を流したところ、水の温度上昇は電流を流した時間に比例していた。

電熱線から発生した熱

(1) 【実験2]の1において,電熱線から発生した熱量が2160 J であるとき,回路に流れた電流の大きさを求め,単位をつけて答えなさい。ただし,単位は記号で書きなさい。

　熱量＝電流✕電圧✕時間より

　電流＝Ｉ　電圧＝６Ｖ　時間＝５分＝５×60秒＝300秒

　熱量＝2160Ｊ

2160＝Ｉ✕６×300

Ｉ＝1.2Ａ

電熱線を直列と並列につなぐと熱量はどうなるか

(2) 表は〔実験2]の3における,回路全体に流れる電流の大きさと,水の温度が5°C上昇するまでの時間におけるて,2の結果との比較をまとめたものである。 a,bに当てはまる最も適当なものを,下のア~オから一つずつ選び、その記号をそれぞれ書きなさい。ただし,〔実験 2] の2および3において,電流が一定時間流れたときの水の温度上昇は,電熱線の電力に比例しているものとする。

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