電磁気

第2問　次の文章（A・B）を読み、下の問い（問１～４）に答えよ。

A

いかなる温度でも抵抗率5.0[Ω*m]の電気抵抗aと、温度によって抵抗率が変わる抵抗率未知の電気抵抗bがある。

ここで、電気抵抗bの抵抗率を求めるために様々な実験を行った。

問１　次の文章中の空欄[ 1 ]～[ 3 ]に入れる数値として最も適当なものを下のそれぞれの解答群の①～⑥から一つずつ選べ。

長さ10cm,断面積50cm^2の電気抵抗a、長さ30cm,断面積100cm^2の電気抵抗b、電流計を、図1のように3個直列に接続してその両端に100Vの電圧を加えたところ、電流計は0.8Aを指した。このとき電気抵抗aの抵抗は[ 1 ]Ωであり、電気抵抗b両端の電位差は[ 2 ]Vである。またこのことからこの実験時の電気抵抗bの抵抗率は[ 3 ]Ω*mである。

[ 1 ]の解答群
①　50　　②　100　　③　150　　④　200　　⑤　250　　⑥　300

[ 2 ]の解答群
①　10　　② 20 ③　30　　④　40　　⑤　50　　⑥　60

[ 3 ]の解答群
①　6.5　　②　7.1　　③　7.7　　④　8.3　　⑤　8.9　　⑥　9.5

問２　次の文章中の空欄[ 4 ]～[ 6 ]に入れる数値として最も適当なものを下のそれぞれの解答群の①～⑥から一つずつ選べ。

問1の実験を長時間続けたところ、電気抵抗bの発熱によって抵抗率が変わり、電流計の値が次第に小さくなっていった。実験開始直後から5分後にもう一度電流計の値を見ると、0.25Aを指していた。このとき、電気抵抗bの抵抗は[ 4 ]Ωである。電気抵抗bの抵抗が時間の経過とともに直線的に増加していくとすると、電気抵抗bの抵抗は、実験開始からの時間をtとして[ 5 ]Ωと表わすことができる。従って、実験開始t秒後に電気抵抗bで消費される電力は[ 6 ]Wである。

[ 4 ]の解答群
①　100　　②　200　　③　300　　④　400　　⑤　500　　⑥　600

[ 5 ]の解答群
①　15+(19/20)t　　②　20+(14/15)t　　③　25+(11/12)t　　④　30+(9/10)t　　⑤　50+(5/6)t　　⑥　60+(4/5)t

[ 6 ]の解答群
正答　(1200/1500+11t)^2(25+(11/12)t)

[正解]
[ 1 ]②[ 2 ]②[ 3 ]④[ 4 ]③[ 5 ]③[ 6 ]…