電流と回路の問題

直流電源、電流計、抵抗値 $10\Omega$ の電熱線を直列につないで回路をつくった。電流を流すと、電流計は $2.0\mathrm{A}$ を示した。この状態で $5.0$ 分間電流を流したとき、電熱線で発生するジュール熱は何 J か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、電流計の内部抵抗と導線の抵抗は無視でき、電流は一定であるとする。

抵抗値 $20\Omega$ の電熱線を、内部抵抗の無視できる電圧 $40\mathrm{V}$ の電池につないだ。電熱線に $50$ 秒間電流を流したとき、電熱線で発生するジュール熱は何 J か。ただし、導線の抵抗は無視できるものとする。

「$100\mathrm{V}$ で使うと消費電力が $60\mathrm{W}$」の電球 $\mathrm{P}$ と、「$100\mathrm{V}$ で使うと消費電力が $40\mathrm{W}$」の電球 $\mathrm{Q}$ がある。$\mathrm{P}$ と $\mathrm{Q}$ を直列につなぎ、その両端に電圧 $100\mathrm{V}$ の直流電源をつないだ。このとき、電球 $\mathrm{P}$ の消費電力は何 W か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、各電球の抵抗値は加える電圧によらず一定であるとし、導線の抵抗は無視できるものとする。

起電力 $1.5\mathrm{V}$、内部抵抗 $1.0\Omega$ の電池の正極と負極に、抵抗値 $4.0\Omega$ の抵抗 $R$ を導線でつないだ。このとき、電池の端子電圧（正極と負極のあいだの電位差）は何 V か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、導線の抵抗は無視できるものとする。

抵抗値 $25\Omega$ の電熱線を、質量 $500\mathrm{g}$ の水の中に入れ、電熱線の両端を電圧 $100\mathrm{V}$ の直流電源につないだ。電熱線で発生したジュール熱がすべて水の温度上昇に使われるとすると、水の温度が $30\mathrm{K}$ 上昇するのにかかる時間は何 s か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、水の比熱を $4.2J/(\mathrm{g}\cdot \mathrm{K})$ とし、電熱線の抵抗値は温度によって変化しないものとする。