初中物理电学计算题及例题如下:
题目:一个标有“220V 40W”的灯泡,在额定电压下工作,通过它的电流是多少?灯丝的电阻是多少?灯泡正常工作1min,灯丝产生的热量是多少?
解析:
额定电压下工作,电流 I = P/U = 40W/220V ≈ 0.18A
灯丝的电阻 R = U²/P = (220V)²/40W ≈ 1210Ω
正常工作1min,灯丝产生的热量 Q = W = Pt = 40W × 60s = 2400J
答案:通过灯泡的电流约为0.18A,灯丝的电阻约为1210Ω,灯泡正常工作1min,灯丝产生的热量约为2400J。
类似地,我们还可以根据欧姆定律和焦耳定律进行电学计算题的计算。例如:
题目:一个电饭锅,正常工作时的功率为1000W,正常工作15min,消耗的电能是多少?产生的热量是多少?这些热量能使多少千克的水温度升高5℃?假设这些热量全部被水吸收。
解析:
消耗的电能 W = Pt = 1kW × 15/60h = 0.25kW·h
产生的热量 Q = W = 0.25kW·h × 4.2 × 10³J/(kg·℃) = 1.05 × 10³J
由 Q吸 = cmΔt 可得 m = Q吸/cΔt = Q吸/(cΔt) = Q吸/(4.2 × 10³J/(kg·℃) × 5℃) = 0.6kg
答案:电饭锅正常工作15min,消耗的电能是0.25kW·h,产生的热量是1.05 × 10³J,这些热量能使0.6千克的水温度升高5℃。这些热量全部被水吸收。
例题:
某家庭需要使用电热水器,小明家现有规格为“220V 500W”的电热水器,并从市场上购买了一台同类型的热水器,该热水器的铭牌如下表所示。已知小明家电表的最大电流为20A。
【规格】
【容量】
【220V 50L】
【输入功率】
【1500W】
【频率】
【50Hz】
【防触电保护类别】
【I类】
【外形尺寸】
【Φ395×R280mm】
【净重】
【16kg】
已知小明家电能表上安装有“15A”的保险丝,求:
(1)该电热水器正常工作时的电阻;
(2)该电热水器正常工作时的电流;
(3)小明家现有用电器的总功率为6kW,若保险丝允许通过的最大电流为20A,为了能同时使用这些用电器,该电热水器应单独接在电路中还是并联在电路中?请说明理由。
答案:
(1)正常工作时的电阻为R=U²/P=220V²/500W=96.8Ω;
(2)正常工作时的电流为I=P/U=1500W/220V≈6.8A;
(3)并联使用。因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电热水器应并联在电路中。同时使用时,总功率P总=P热水+P用电器=6kW+P用电器,总电流I总=P总/U=P总/(U保险丝)=6kW/(220V)≈27.3A<20A,所以可以同时使用。
初中物理电学计算题常见问题包括:
1. 电流、电压、电阻之间的关系是什么?
2. 如何根据欧姆定律进行电路分析?
3. 如何计算电路中的功率?
4. 如何分析并联和串联电路的特性?
5. 如何理解电源电压和电器的工作电压?
6. 如何理解并应用电功率的公式?
7. 如何分析电路故障?
8. 如何理解安全电压和危险电压?
9. 如何理解电流表和电压表的使用方法?
10. 如何理解滑动变阻器的阻值变化对电路的影响?
以下是一个初中物理电学计算题的例题及其解答:
题目:一个电路中有一个电源、一个定值电阻和一个滑动变阻器。电源电压为6V,定值电阻为10欧姆,滑动变阻器的最大阻值为20欧姆。现在要求电路中的电流不超过0.3A,问滑动变阻器的最小阻值是多少?
解答:根据题目,我们可以列出以下公式:
电流 = 电压 / 电阻
即 I = U / R
已知电源电压为6V,定值电阻为10欧姆,要求电路中的电流不超过0.3A,因此可得到:
I = 6V / 10欧姆 = 0.6A
由于滑动变阻器和定值电阻是串联在电路中的,因此它们的总电流应该等于电路中的电流,即0.3A。又因为滑动变阻器的最大阻值为20欧姆,所以可以列出以下方程:
总电阻 = 定值电阻 + 滑动变阻器阻值 <= 总电流 × 总电阻
即 10 + 滑动变阻器阻值 <= 0.3 × (定值电阻 + 滑动变阻器阻值)
解方程得到:滑动变阻器的最小阻值为 8欧姆。
