📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

電熱線に電流が流れると熱が発生します。ドライヤーや電気ストーブの仕組みです。この熱を「ジュール熱」といい、1 秒間の発熱量 × 時間で求められます。

この問題は 2 つの小問構成：
(1) 電圧 \(V\)・電流 \(I\)・時間 \(t\) が与えられる → 最も直接的な形 \(Q = IVt\) を使う
(2) 抵抗 \(R\)・電圧 \(V\)・時間 \(t\) が与えられる → オームの法則と組み合わせて変形した形 \(Q = \dfrac{V^2 t}{R}\) を使う

✏️ 求めるもの

各小問で発生するジュール熱 \(Q\)〔J〕。与えられた量（電圧・電流・抵抗のうちどれか 2 つ）に応じて3 つの公式を使い分けるのがカギ。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

V も I も大きくすると、電熱線が赤く光る（ジュール熱が大きくなる）
ジュール熱は V、I、t の積で、どれか 1 つでも 0 になれば発熱ゼロ
時間が 2 倍なら熱量も 2 倍。V が 2 倍、I が 2 倍なら、熱量は 4 倍になる

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具

ジュール熱（基本形）：\(Q = I V t\)
V = IR 代入形：\(Q = I^2 R t\)
I = V/R 代入形：\(Q = \dfrac{V^2 t}{R}\)
単位：V×A×s = W×s = J（ジュール）

(1) V と I がある：最もシンプルな形 \(Q = IVt\) に直接代入
(2) R と V がある（I なし）：
- まず時間を「分」から「秒」に換算（1 分 = 60 秒）
- \(Q = \dfrac{V^2 t}{R}\) の形を使う（または I = V/R を先に求めて Q = IVt に代入でも OK）
検算：単位が J〔ジュール〕になっているか確認

注意

時間の単位を必ず「秒」に揃える。「1.0 分」をそのまま代入すると答えが 60 倍ずれる。また、どの公式を使えばよいか迷ったら、「与えられた量だけで計算できる形」を選ぶ。例えば R と V だけあれば \(Q = V^2 t / R\)、R と I だけなら \(Q = I^2 R t\)。

💡 ヒント：ジュール熱の計算

📋 問題の状況を整理しよう

🔬 シミュレーションで体感

💡 考え方のヒント