【2026年度神奈川県公立高校入試・理科】問5 電熱線と水温の実験を徹底解説！

こんにちは！😊
 

京進の個別指導スクール・ワン六角橋教室です✨

 

今回は、2026年度神奈川県公立高校共通選抜・理科「問5」を解説します📚✏️

 

問5は、電熱線を使って水を温める実験を題材に、🔌 電流・電圧⚡ 電力🔥 電力量🌡️ 水温の変化♨️ 熱量と電気エネルギーについて考える問題です。

 

高校入試ではよく出てくる重要単元ですので、1問ずつ丁寧に確認していきましょう！💪✨

 

※問題・解答は神奈川県HPで公表されている資料をもとに作成しています。

📝 問5　【問題】

Kさんは、電流による発熱について調べるために、次のような実験を行った。実験とその結果について、あとの各問いに答えなさい。

【実験】

次の①～④の順に操作を行った。

① 水100gを発泡ポリスチレンの容器に入れ、水温が室温と同じくらいになるまで放置し、そのときの水温を記録した。

② 抵抗の大きさが2.0Ωの電熱線を電源装置、スイッチ、電圧計、電流計につないだ。この電熱線を、図のように①で用意した容器に入れた。なお、図では電源装置、スイッチ、電圧計、電流計は省略してある。

③ 電熱線に2.0Vの電圧を加えて、流れる電流の大きさを測定した。ときどきガラス棒で水をゆっくりかき混ぜながら、電圧を加えてから1分ごとに5分後まで、水温を測定した。

④ 電熱線に加える電圧を4.0V、6.0Vに変えて同様の操作を行った。表は、これらの結果をまとめて途中のものである。

 

 

 

（ア）（実験）における、電熱線と電源装置、スイッチ、電圧計、電流計のつなぎ方を示す回路図として最も適する回路を次の中から一つ選び、その番号を答えなさい。

 

 

(イ) 〔実験〕で電熱線に4.0 Vの電圧を加えて電流を流しているとき，次の(i)，(ii)の問いに対する答えとして最も適するものをそれぞれの選択肢の中から一つずつ選び，その番号を答えなさい。

 

(i) 電熱線に流れている電流の大きさは何Aか。

  1. 0.50 A

  2. 1.0 A

  3. 2.0 A

  4. 4.0 A

(ii) 電熱線が消費する電力は何Wか。

  1. 2.0 W

  2. 8.0 W

  3. 16 W

  4. 32 W

 

(ウ) 表から，次の(i)，(ii)の問いに対する答えとして最も適するものをそれぞれの選択肢の中から一つずつ選び，その番号を答えなさい。

 

(i) 〔実験〕において電熱線に4.0 Vの電圧を加えて8分間電流を流したとすると，水温は何℃になると考えられるか。

  1. 25.2 ℃

  2. 25.8 ℃

  3. 26.4 ℃

  4. 27.0 ℃

(ii) 〔実験〕において電熱線に8.0 Vの電圧を加えて電流を流したとすると，(i)で求めた水温になるまでに何分間かかると考えられるか。

  1. 1分間

  2. 2分間

  3. 4分間

  4. 6分間

 

(エ) 身のまわりで湯を沸かす電気器具として電気ポットがある。次の [ 　枠内 斜体　] は，Kさんが電気ポットで湯を沸かしたときに水が得た熱量についてまとめたものである。文中の（　 X　 ）にあてはまる数値として最も適するものを，あとの1～5の中から一つ選び，その番号を答えなさい。

電気ポットは，電気エネルギーを熱エネルギーに変換して水を温めている。 家にある消費電力800 Wの電気ポットを用いて湯を沸かしてみたところ，水1000gの温度を20℃から100℃に上昇させるまでに500秒かかった。一方，水1000gの温度を20℃から100℃に上昇させるのに必要な熱量を，文献を調べて計算したところ，約336kJ（1kJ = 1000 J）だとわかった。 これらの数値から，電気ポットで湯を沸かしたときに水1000ｇが得た熱量は，電気ポットが500秒間に消費した電力量の約（ 　X　 ）%であることがわかった。

  1. 21

  2. 42

  3. 63

  4. 84

  5. 98

 

💡 【解答＆ポイント解説】✨

(ア) 回路図の選び方 ⚡️🔌

  • ポイント：計測機器のつなぎ方のルールを思い出そう！

    • 電流計（A） ＝ 回路に 直列 につなぐ！直接電流を通すイメージ！🏃‍♂️💨

    • 電圧計（V） ＝ 測りたい部分に 並列 につなぐ！跨ぐようにセット！🌉

  • 解説： 電熱線に対して 電流計を直列、電圧計を並列 につないでいる 「1」 が正解です！⭕️

👉 【正解】1 

 

 

(イ) 電流と電力の計算 🧮⚡️

(i) 電流の大きさ（A）

  • ポイント：オームの法則！ 電流 [A] = 電圧 [V] ÷ 抵抗 [Ω] 💡

  • 解説：

    • 電圧 ＝ 4.0 V

    • 抵抗 ＝ 2.0 Ω（問題文②より）

    • 電流 ＝ 4.0 V÷2.0 Ω= 2.0 A 💡

  • 👉 【正解】3 

(ii) 消費電力（W）

  • ポイント：電力の公式！ 電力 [W] = 電圧 [V] × 電流 [A] ⚡️

  • 解説：

    • 電圧 ＝ 4.0 V

    • 電流 ＝ 2.0 A

    • 電力 ＝ 4.0 V× 2.0 A= 8.0 W 💥

  • 👉 【正解】2 

 
 

(ウ) 水温の変化と時間の予測 🌡️⏱️

(i) 4.0Vで8分後の水温

  • ポイント：表から1分あたりの上昇温度を読み取ろう！👀

  • 解説：

    • 4.0Vのとき、 1分間に 0.8℃ ずつ上昇 している

    • 8分後の上昇温度は：0.8℃× 8分 = 6.4℃ 上昇！🔥

    • スタートの水温（20.0℃）に足すと 26.4℃ に💧✨

  • 👉 【正解】3 

(ii) 8.0Vのときに26.4℃（上昇温度6.4℃）になる時間

  • ポイント：『電圧が2倍になると、抵抗が一定なら電流も2倍、電力は4倍に』 🚀

  • 解説：

    • 8.0Vでの電流は、8.0V÷2.0Ω＝4.0Aとなり、電力は8.0V×4.0A＝32.0W　となる💥

    • 4.0Vのときの電力は 8.0W だから、電力量は8.0W×8分＝64.0J

    • 8.0Vで同じ電力量になるには、64.0J÷32.0W＝２分！⚡️🏃💨

  • 👉 【正解】2 （2点）

🧠 超重要ポイント

電圧が2倍になると、抵抗が一定なら電流も2倍。

そのため、電力＝電圧×電流なので、電力は4倍になります。🔥

 

 

(エ) 電気ポットの熱効率（熱量と電力の計算） 🫖🔥

  • ポイント：熱効率＝実際に得られた熱量÷与えたエネルギー×100！🎯

  • 解説：

    1. 電気ポットが使った全体のエネルギー（電力量 J） ⚡️

      • 電力量 [J] = 電力 [W] × 時間 [秒]

      • 800 W× 500秒 = 400,000J = 400kJ 💥

    2. 水が得た熱量（文献値） 💧

      • $336kJ

    3. 割合（％）を計算 📊

      • 336 kJ÷400 kJ× 100 = 84％ 🎯

  • 👉 【正解】4 

 

 

📚 問5で覚えておきたい公式

今回の問題では、電気分野の基本公式がたくさん登場しました！

⚡ オームの法則

V＝RI

電圧＝抵抗×電流

🔌 電力

P＝VI

電力＝電圧×電流

⚡ 電力量

電力量＝電力×時間

単位に注意しましょう！

W×秒＝J

🔥 熱効率

熱効率＝実際に得られた熱量÷与えたエネルギー×100！

 

🌟 京進の個別指導スクール・ワン六角橋教室から

今回のような理科の入試問題では、単に公式を暗記するだけでは得点につながりません。

 

📊 表から規則性を読み取る
⚡ 電圧・電流・抵抗の関係を考える
🔥 電力・電力量を計算する
🌡️ 実験結果から温度変化を予測する

 

といった「知識＋計算＋データの読み取り」が必要です。

 

「理科は暗記科目だから苦手……😢」と思っている中学生も、実は問題の解き方を整理することで得点アップが十分可能です！💪✨

 

京進の個別指導スクール・ワン六角橋教室では、一人ひとりの理解度や目標に合わせて、理科・数学などの苦手分野を丁寧に指導しています📚✏️

 

神奈川県公立高校入試対策はもちろん、定期テスト対策や普段の学習についても、一人ひとりに合わせて学習プランを考えます😊

 

「理科の計算問題が苦手」
「高校入試に向けて今から対策したい」
「定期テストで理科の点数を上げたい」

 

そんな方は、ぜひ一度、京進の個別指導スクール・ワン六角橋教室へご相談ください✨