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2021.11.09 |
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月 日 年 組 番氏名 |
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人工知能（AI)に残す言葉 |
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学習 |
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電流による発熱(熱量) 熱量(J)＝電力(W)×時間(S) |
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切り取り |
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人工知能（AI)に残す言葉（控） |
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規則性をみつけ、PCに計算させる |
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電流とエネルギー（電熱線に電流を流すと水の温度が上がる） |
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扱い 実験1 加熱時間と温度上昇の関係を調べ、表計算を使ってグラフを描き、規則性を見つける。 |
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実験１ |
テーマ |
加熱時間と水の温度上昇の関係を調べる。 |
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実験2 電圧の大きさと温度上昇の関係を調べ、表計算を使ってグラフを描き、規則性を見つける。 |
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方法 |
1 右の図のような装置をつくる。 |
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実験１と2から、電流とエネルギーの関係を見つけさせる |
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2 1分ごとの上昇温度を調べる。 |
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結果 |
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電圧 V、電流 A 水温 ℃ |
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電流とエネルギー |
（電熱線で100ｇの水の温度を上げる。） |
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時間(分) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
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電熱線に電流を流すと発熱する。 |
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水温(℃） |
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加熱時間と湯の温度(一般に加熱時間が長いと温度が上がる） |
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上昇温度(℃) |
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電流と電圧は比例する。(オームの法則） |
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グラフ化 |
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資料 教科書 大日本図書から |
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※1(実験1) 加熱時間と温度上昇の関係を調べる |
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※2(実験2) 電流の大きさと温度上昇の関係を調べる。(加熱時間を5分とする。） |
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加熱時間と |
上 |
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上昇温度は、 |
昇 |
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実験1 結果 |
電圧 3.0V 電流 0.73A 温度 15.0℃ |
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グラフ化 |
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する |
温 |
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時間(分) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
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時間(分) |
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0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
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度 |
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水温(℃） |
15.0 |
15.2 |
15.5 |
15.8 |
16.1 |
16.5 |
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上昇温度(℃) |
|
0 |
0.2 |
0.5 |
0.8 |
1.1 |
1.5 |
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上昇温度(℃) |
0 |
0.2 |
0.5 |
0.8 |
1.1 |
1.5 |
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右のグラフから |
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考察 |
加熱時間と上昇温度は「比例」する |
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実験2 |
テーマ |
電圧の大きさと上昇温度の関係を調べる。 |
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加熱時間が長いほど温度は上昇する。 |
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方法 |
1 右の図で、3.0Vで5分間電流を流す。 |
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2 5分後の上昇温度を記録する。 |
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3 電圧を4.0V~6.0Vにし、それぞれ5分後 |
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近似直線 黒 |
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の上昇温度を記録する |
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実験2 結果 |
水 100ｇ 5分間加熱 |
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グラフ化 |
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結果 |
水 100ｇ 5分間加熱 |
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電圧(V） |
3.0 |
4.0 |
5.0 |
6.0 |
|
電流×電圧 |
2.19 |
4 |
6.2 |
9 |
|
|
電圧(V） |
3.0 |
4.0 |
5.0 |
6.0 |
上 |
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電流(A) |
0.73 |
1.00 |
1.24 |
1.5 |
|
上昇温度(℃) |
1.5 |
2.4 |
3.6 |
5.6 |
|
|
電流(A) |
|
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|
|
昇 |
|
|
|
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|
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|
電流×電圧 |
2.19 |
4 |
6.2 |
9 |
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|
電流×電圧 |
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|
温 |
|
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上昇温度(℃) |
1.5 |
2.4 |
3.6 |
5.6 |
|
(℃） |
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上昇温度(℃) |
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度 |
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|
上 |
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右のグラフから |
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昇 |
3 |
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電力 ： 電力(W) ＝ 電流(A) × 電圧(V) |
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考察 |
(電流×電圧) 電力(W)と上昇温度は、「比例」する。 |
温 |
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電力と上昇 |
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電力 |
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度 |
1 |
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温度の関係は |
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質量100ｇの水の得たエネルギー(熱量）について、実験1･2から |
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熱量 ： |
熱量は、時間に する。熱量は、電力に する。 熱量＝ |
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熱量は、加熱時間(電流を流した時間）に比例する。 |
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0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
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|
熱量は、電力(W)に比例する。 |
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電流×電圧 電力(W) |
|
|
式 |
オームの法則 |
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V=I･R |
|
V：電圧 Ｖ 、I：電流 Ａ 、R：抵抗 Ω |
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|
熱量は、電力と時間に比例する。 |
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電力 |
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P＝I・V |
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式 |
熱量 ＝ 電力(W) × 時間(秒) |
１J ＝１W×１秒 （1Wで1秒間 加熱した熱量を１ J (ジュール）とする） |
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表計算の利用 |
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オームの法則 |
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計算 |
水100ｇの得た熱量 ＝ 電気で5分間加熱した熱量 |
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V=I･R |
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V：電圧 Ｖ 、I：電流 Ａ 、R：抵抗 Ω |
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100×1.5(cal）＝2.19×300(J) |
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電圧V |
12 |
電流I |
3 |
抵抗R |
4 |
Ω |
R＝V/I |
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1cal ≒ 4.2 J |
1カロリーは、約4.2ジュールで換算する。 |
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電流I |
0.5 |
抵抗R |
20 |
電圧V |
10 |
V |
V＝I・R |
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|
抵抗R |
5 |
電圧V |
4 |
電流I |
0.8 |
A |
I＝V/R |
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電力量(kWh) |
|
|
電力 |
|
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|
電力量(J）＝電力（W)×時間(秒) |
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P＝I・V |
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電流I |
1.5 |
電圧V |
6 |
電力P |
9 |
W |
P＝I・V |
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|
1ｋWh ＝ 1 ｋW × １ｈ （１ｋＷの電力で１時間使用した場合） |
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※ |
熱量J |
|
熱量（J）＝電力(W)×時間(s) |
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ｓ：秒 |
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1kWh ＝ 3600000 J |
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|
(1000Wのドライヤーを１時間使う） |
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J＝P・ｓ |
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電力W |
9 |
時間ｓ |
300 |
熱量J |
2700 |
J |
J＝P・ｓ |
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※ |
表計算で温度差を計算させる |
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※ |
電力量 |
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表計算の表 |
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電力量kW時 |
電力ｋW |
1 |
時間ｈ |
2 |
電力量 |
2 |
kWh |
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A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
H |
I |
J |
K |
L |
|
|
7200000 |
J(ｼﾞｭｰﾙ） |
|
|
|
1 |
|
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|
1714285.714 |
(ただし、1cal＝4.2Jとする） |
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2 |
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|
時間(分） |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
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|
入力 |
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3 |
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温度(℃） |
15.0 |
15.2 |
15.5 |
15.8 |
16.1 |
16.5 |
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|
J＝P・ｓ |
|
kWh |
2 |
ｼﾞｭｰﾙ |
7200000 |
cal |
1714285.714 |
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4 |
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|
上昇温度(℃） |
0 |
=F3-$E3 |
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5 |
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上の式を書き、Enterを押すと、温度差を表示する。右へコピーすると５分までの温度差を表示する。 |
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6 |
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|
式の説明 |
＝ |
計算させる。 |
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問題 (教科書から） |
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7 |
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F3 |
現在の温度を示す |
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電力、電力量、エネルギー |
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8 |
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ー |
引き算(差） |
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電熱線を使って水を温める実験を行った。（上図）次の問いに答えなさい。 |
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9 |
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＄E3 |
固定した($)、はじめの数値E3(セル)を示す |
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① |
電熱線に5Vの電圧を加えると、2.0Aの電流が流れた。 |
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10 |
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このとき、電熱線の電力は何Wか。 |
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11 |
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式 |
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=F3-$E3 |
F3温度から固定したはじめの数値（＄E3）を引く |
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12 |
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② |
５分間電流を流したとき、この電熱線の発熱量は何Jか。 |
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13 |
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③ |
電力を2Wにした場合、発熱量を②と同じにするには、 |
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電流を何分間流す必要があるか。 |
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電力量 |
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100Vで600Wの電気ストーブを2時間使ったときの |
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電力量は何Jか。また、何ｋWhか。 |
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解答は、この下にあります。この下をドラッグし色を反転させると表示します。 |
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① 10W ② 3000J ③ 25分 |
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電力量 4320000J 1.2kWh |
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