电学计算题和相关例题
例题:
【例1】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?
【分析】
根据公式$I = \frac{P}{U}$求出通过灯泡的电流。
【解答】
通过灯泡的电流为$I = \frac{P}{U} = \frac{40W}{220V} \approx 0.18A$。
【例2】一个电热器接在家庭电路上,通过它的电流为$5A$,通电$1min$产生的热量是$6.66 \times 10^{4}J$,求这个电热器的电阻是多少?
【分析】
根据公式$Q = I^{2}Rt$求出电热器的电阻。
【解答】
电热器的电阻为$R = \frac{Q}{I^{2}t} = \frac{6.66 \times 10^{4}\text{ }J}{(5\text{ }A)^{2} \times 60\text{ }s} = 64\Omega$。
【例3】一个标有“220V 100W”的灯泡,接在电压为110V的电路中使用,要使灯泡正常发光,需要串联一个多大的电阻?这个电阻消耗的功率是多大?
【分析】
根据串联电路的特点求出电阻的大小,再根据功率公式求出电阻消耗的功率。
【解答】
串联电阻的阻值为$R = \frac{U_{总}}{I - P_{额}} = \frac{220\text{ }V}{I - 100\text{ }W} = \frac{220\text{ }V}{5\text{ }A - 100\text{ }W}$,串联电阻消耗的功率为$P_{R} = U_{总}^{2}R = (220V)^{2}(\frac{220\text{ }V}{5\text{ }A - 100\text{ }W})^{2} = 88W$。
【例4】一个标有“6V 3W”的小灯泡,接在电压为9V的电源上,要使它正常发光,需要串联一个多大的电阻?这个电阻消耗的功率是多大?电路消耗的总功率又是多大?
【分析】
根据串联电路的特点求出电阻的大小,再根据功率公式求出电阻消耗的功率和电路消耗的总功率。
【解答】
串联电阻的阻值为$R = \frac{U_{总} - U_{L}}{I_{L}} = \frac{9\text{ }V - 6\text{ }V}{I_{L}}$,串联电阻消耗的功率为$P_{R} = I_{L}^{2}R = (I_{L})^{2}(\frac{9\text{ }V - 6\text{ }V}{I_{L}}) = (I_{L})^{3}(\frac{9\text{ }V - 6\text{ }V)}$$= (3W)^{3}(9\text{ }V - 6\text{ }V) = 7.5W$,电路消耗的总功率为$P_{总} = P_{L} + P_{R} = 3W + 7.5W = 10.5W$。
【例题】某电路两端电压一定,当接入10欧姆电阻时,通过的电流为0.5安培,求电路两端电压和电源电动势。
【分析】
根据欧姆定律求出电路两端电压,再根据闭合电路欧姆定律求出电源电动势。
【解答】
根据欧姆定律得:$U = IR = 10 \times 0.5 = 5V$
根据闭合电路欧姆定律得:$E = U + Ir = 5 + 0.5 \times 10 = 15V$
答:电路两端电压为5V,电源电动势为15V。
【例题】某电路中接入一个4欧姆电阻时,通过它的电流为2安培,求电源电动势和电源内阻。
【分析】
根据欧姆定律求出电源电动势,再根据闭合电路欧姆定律求出电源内阻。
【解答】
根据欧姆定律得:$E = IR = 4 \times 2 = 8V$
根据闭合电路欧姆定律得:$E = U + Ir = I(R + r)$
解得:$r = 2\Omega$
答:电源电动势为8V,电源内阻为2Ω。
初三电学计算题和相关例题常见问题
一、欧姆定律的计算
欧姆定律是电学中一个重要的定律,它描述了导体中的电流与加在导体两端的电压及导体的电阻之间的关系。在计算题中,欧姆定律的应用是常考的内容之一。
例题:一个电阻器,两端加10V的电压时,通过它的电流为0.5A,它的电阻是多少?如果电阻两端电压降低到5V,通过它的电流变为0.4A,求电阻的变化范围。
二、电功率的计算
电功率是描述电流做功快慢的物理量,也是电学中一个重要的参数。在计算题中,电功率的计算也是常考的内容之一。
例题:有一个标有“220V 440W”的灯泡,如果把它接在电压为110V的电源上使用,求灯泡的实际功率。
三、串并联电路的计算
在电学中,串并联电路是最常见的电路形式之一。在计算题中,串并联电路的计算也是常考的内容之一。
例题:有一个电路,其中有两个电阻R1和R2,已知R1=R2=R,电源电压为36V且保持不变。求当开关S断开时,R1消耗的电功率;当开关S闭合时,R1和R2消耗的总功率是多少?
常见问题:
1. 电路中的电流、电压、电阻之间的关系不清晰;
2. 不会根据题目中的条件选择合适的公式进行计算;
3. 对串并联电路的特点不熟悉,无法正确分析电路的连接方式;
4. 对电路中的故障分析不清,无法正确判断故障的原因。
以上问题是在电学计算题中常见的问题,需要同学们在平时的学习中多加练习,加深对电学知识的理解。
