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電熱器に100Vの電圧を加えると、1.5Aの電流が流れた。
(1) 電熱器で消費される電力は何Wか。
(2) 電圧を10分間加えたとき、電熱器で消費される電力量は何Jか。また、何kWhか。

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「超ひも理論」について解説しています。

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図1は電球Lに加えた電圧と、それを流れる電流を測定した結果を示したものである。この電球Lを含む図2の回路を考える。ただし、100〔V〕の直流電源の内部抵抗は無視できるものとする。

まず、スイッチSが開いている状態を考える。Lにかかる電圧は、(1)〔V〕で、流れる電流は(2)〔A〕である。このときのLの消費電力は(3)〔W〕である。
次に、Sが閉じた状態を考える。このときのLの抵抗値は(4)〔Ω〕である。また、100〔Ω〕の抵抗には(5)〔A〕の電流が流れる。
最後に、50Ωの抵抗を電球Lに取り換えて、2つのLを並列にし、Sを閉じる。このとき回路全体での消費電力は(6)〔W〕となる。

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<実験1>

(1)電熱線A~Cの3種類それぞれについて、
図1のように、電源装置と電熱線、電流計、 電圧計をつなぎ、電圧をいろいろに変えたときの
電熱線に流れる電流を測定した。

(2)図2は、ある電熱線で実験しているときの電流計のようすである。

(3)電熱線A~Cについて、電圧と電流の関係をグラフにしたところ、図3のようになった。

(4)電熱線AとCを直列につなぎ、$60V$の電圧を加えたとき、電流計の指針は$2A$を示した。

<実験2>

(1)抵抗の大きさが同じである抵抗D~Gを使って、図4、図5の回路をつくった。
図4、図5では、電源の電圧は同じである。

(2)図4、図5の回路に電流を流し、図5の回路のP点を流れる電流の大きさをはかったところ、
$x A$であった。

①図2の電流計が示している電流の大きさを読みとりなさい。
解答には単位も記号で書きなさい。

②実験1の(3)の結果から考えて、電熱線Aの抵抗の大きさと電熱線Cの抵抗の大きさの比を、
最も簡単な整数の比で求めなさい。

③実験1の結果から考えて、電熱線AとBを直列につなぎ、54Vの電源につないだとき、
電流計に流れる電流の大きさは何$A$か求めなさい。

④実験2の図4で、抵抗Dを流れている電流の大きさとして
最も適切なものを次のア～エから一つ選びなさい。

ア→$0.25x A$
イ→$0.5x A$
ウ→$x A$
エ→$2x A$

図は動画内参照