大阪医科大学物理2012年第4問

以下の問に答えよ。

水の入った容器の中に発熱量 $17.0$ kWのヒーターを入れて加熱している。水温は $100\ {}^\circ\mathrm{C}$ になっており、さらに加熱すると水が蒸発して、容器が空になる恐れがある。それを避けるため、水量が一定値を保つように水を注入したい。1分間に何gの水を注入すればよいか。ただし、注入する水の水温は $30\ {}^\circ\mathrm{C}$ で、水の比熱および気化熱は、それぞれ $4.18\text{J}/(\text{g}\cdot\text{K})$ 、 $2.26\text{kJ}/\text{g}$ である。
次の文章の下線部が正しければ◯を、誤っていれば正しい語句を解答棚に記入せよ。
1. 正に帯電している棒をスチール製の空き缶に近づけると、(a)電磁誘導により金属中の自由電子が移動し、スチール缶が棒に（b）引き寄せられる。その棒を遠ざけてから、負に帯電させた棒を近づけると、スチール缶は(c)遠ざけられる。なお、棒とスチール缶が接触することはないものとする。
2. $20\ {}^\circ\mathrm{C}$ の部屋から $5\ {}^\circ\mathrm{C}$ の室外に出た音の高さは(d)高く、速さは(e)遅く、波長は(f)長くなる。
金属 $\text{A}$ と金属 $\text{B}$ でできた王冠がある。 $\text{A}$ と $\text{B}$ の割合を調べるため、王冠と同じ質量の $\text{A}$ の塊と $\text{B}$ の塊を用意した。そして、水をいっぱい入れた容器に、王冠、 $\text{A}$ の塊、 $\text{B}$ の塊を沈めると、それぞれ、水が $640\text{cm}^3$ 、 $400\text{cm}^3$ 、 $800\text{cm}^3$ あふれ出た。王冠中の金属 $\text{A}$ の質量の割合は何パーセントか。
図のように30V、12Vの電池と、60Ω、30Ωの抵抗、および可変抵抗Rを接続して回路を作った。
1. $\text{R}$ の抵抗値を $20\Omega$ にすると、 $\text{R}$ に流れる電流はいくらか。
2. $30\Omega$ の抵抗に電流が流れないようにするには、 $\text{R}$ の抵抗値をいくらにすればよいか。