30道初中物理电学计算题 要有答案的 谢谢了！
例3.把一个1.5欧的电阻与一个用电器串联后接到电压是7伏的电源上，要想使用电器消耗的功率是8瓦，则这个电源供给用电器的电流可能是（ ）
A. 2安 B. 3.5安 C. 2.67安 D. 2.31安
[解析]
本题将用电器消耗功率P限定为8瓦，其所加电压U、通过电流I和自身电阻R均不知，用电器是与1.5欧的电阻串联在7伏电源上的，通过用电器的电流和整个电路中的电流相同，I1=I2，即 ，解得用电器的电阻分别为R=2欧和R=1.125欧，代入 可得电流强度的可能值为I=2安和I=2.67安。正确选项为A、C。
例4.一盏电灯接到220V的电源上使用时，功率为100W，如果将这个电源连上长导线，
再接这盏灯使用，它的功率为81W，求导线上消耗的电功率？
[解析]
灯光电压U=220V时的功率P=100W，功率为 时的电压为U′，且灯泡电阻不变。根据P=U2／R，得：P／P′=U2／U1，所以
。这时，灯泡两端的电压U灯=I灯R灯=484Ω×9/22=198V。这时，加在导线上的电压为：U导=U－U灯=220V－198V=22V。则导线上消耗的电功率是P导／P′=IU导／IU′（灯泡、导线I相同），P导=22V×81W／198V=9W。∴导线上消耗的功率为9瓦。
例5.将灯L接到电压为U的电路上时，灯的电功率为25瓦，若将灯L与一个电阻R串联后仍接在原电路上时，灯L消耗的电功率为16瓦，设灯丝电阻不变，则此电阻消耗的电功率是（ ）
A. 2瓦 B. 4瓦 C. 8瓦 D. 9瓦
[解析]
此题目为两种电路状态，即灯L直接接在电源两端，PL=25W，此状态可列出方程PL=U 2／RL=25W，当灯L与电阻R串联后接到原电路中，灯L两端电压为U2，此状态可列出方程 ，将此二方程求比：
，则U／UL=5／4,UL／UR=4／1，根据分压公式：UL／UR=RL／R=4／1，在串联电路中，PL／PR=RL／R=4／1，则PR=4W。正确答案为B。
例6.如图1所示的电路，电源电压保持不变，当开关S闭合时，电流表的示数是0.5
安。开关断开后，电压表的示数是4伏，电阻R2的功率是0.2瓦。则此时电流的示数是
安。
[解析]
此题目为两种电路状态，其一是当开关S闭合时，R2被局部短路，R1′直接接电源两端，电路中的电流为0.5安。由此状态可到方程I1=U／R1=0.5A。当开关S断开后，R1和R2串联为第二种电路状态，此时伏特表测得R1两端电压U1=4V。电阻R2的功率P2为1.2瓦。由第二种状态中电流相等，可列得方程：I2=U1／R1和I2=P2／(U－U1)，即4V／R1=1.2W／(U－4V)。由第一、第二状态所列方程联立可解得R1=20Ω。代入I2=U1／R1=4V／20Ω=0.2A。正确答案为“0.2”。
例7.将一盏灯接在电源电压不变的电路中使用时，它的电功率是40瓦。如果将灯L跟电阻R串联后接到同一电源上，电阻R10秒内电流做了36焦耳的功，此时灯的功率是 瓦。（RL＞R）
[解析]
此题目的电路状态为两个。其一是灯L直接接到电源两端，则灯的功率为40W。由此状态可列出方程PL=U 2／RL=40W。其二是灯L和R串联后再接入原电路，电阻R的功率为PR=WR／t=36J／10S=3.6W，则PR=I2R=(U／(R＋RL))2•R=3.6W，由两种状态所列方程求比PL／PR=(R＋RL)2／R•RL=40W／3.6W，可求得RL／R=9／1和RL／R=1／9（据题意舍）。在串联电路中PL′／PR=RL／R=9／1，∴PL′=9PR=9×3.6W=32.4W。正确答案为“32.4”。
例8.甲、乙灯泡串联接入电压一定的电路中，甲灯的功率为P甲，乙灯的功率为P乙；若把甲灯和乙灯并联接入同一电路中，则甲灯的功率为 。
[解析]
当两灯串联接入电压一定的电路中，甲、乙两灯的功率分别为P甲、P乙，P甲=U2/R甲， ；甲、乙两灯并联在电路中，P甲′=U2／R甲。所以
P甲′／P甲=U2／R甲÷U甲2／R甲=(U／U甲)2= ，
∴ 。
例9.把额定电压是4.8伏的小灯泡和定值电阻R并联在某一电
路中，灯泡正常发光，干路中的电流是1.2安。若把它们串联在另一电路中，小灯泡的实际功率是它额定功率的
1／4，这时定值电阻R消耗的电功率是0.24瓦。则小灯泡的额定功率是多少瓦？
[解析]
根据P=I2R
，∴
由并联电路 ①
由串联电路电流相等 ②
联立①②可解得：I=0.4A，PL=U•I1=1.92W.
例10.如图3所示，R1=10欧，R2的最大电阻值为30欧，电源电压值为8伏，求变阻器R2连入电路的电阻为多大时，R2上消耗的电功率最大？最大为多少？
[解析]
设R2连入电路中的电阻为Rx时，其消耗的电功率最大为P，根据P=I2R有：
P=I2Rx=(U／(Rx＋R1))2•Rx， ，根据数学上方程 ，有实数根时，△=b2－4ac≥0求解。将上式整理为关于Rx的一元二次方程 ，因为Rx存在且有正根，所以△=(20P－64)2－4×P×100P≥0，解不等式得P≥1.6瓦，所以R2消耗的最大电功率为1.6瓦，将P=1.6瓦代入原方程可以求得Rx=10Ω。
物理知识竞赛试题四(电学部分)
题号 1 2 3 4 5
答案
一、单选题 (每小题3分，共15分）
1．图示为小刚所连的两盏白炽灯和两
个插座的电路图，通电后发现不能正
常工作。下面几个措施中可能引起危险的是：
A．拆掉灯丙，两条导线连在一起B．拆掉插座甲，两条导线连一起
C．拆掉开关S3，两条导线连在一起D．拆掉开关S2，两条导线连在一起
2． 小红家的电表允许通过的最大电流是10安，她家有4个标有“220V、60W”的灯泡，1个标有“220V、1000W”的热水器，1台制冷时耗电为140瓦的电冰箱和1台耗电为80瓦的电视机，则：
A. 所有用电器可以同时使用 B. 除热水器外其他用电器可以同时使用
C. 关闭电视机后其他用电器可以同时使用
D. 电冰箱制冷时，其他用电器不能同时使用
3．家用电熨斗为适应不同衣料的熨烫，设计了调整温度的多挡开关。使用时转动旋钮即可使熨斗加热到所需的温度。图1是电路图。旋转多挡开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况。现将开关置于温度最高挡，这时，
1、2、3、4之间的连接是图2中的哪一幅？
4．小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用
一条线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬
线系住磁体的位置应在：
A． 磁体的重心处 B、磁体的某一磁极处
C．磁体重心的北侧 D．磁体重心的南侧
5．一台“220V，60W”的电扇，一只“220V，60W”的白炽灯，一只“220V，60W”的电热器，将它们同时接在220V的电压下，在相同的时间内，它们产生的热量
A．电扇最多 B．白炽灯最多
C．电热器最多 D．都一样多
二．填空（共16分，每空2分）
1．一只“220V，100W”的白炽灯在室温时的电阻约为40Ω，开灯瞬间的电功率为______，正常工作时的电阻是______。
2、修理家用电器时需要一只4.75kΩ的电阻，但手头只有10kΩ、8kΩ、500Ω和300Ω的电阻若干，要用最少个数的电阻得到最接近所需要的电阻值，连接方法是_________
______________，得到的电阻阻值为______。
3、有一个功率为100KW的电力用户，所需电压为400V。如果不用变压器而直接供电，输电线路电阻损耗的功率为62.5KW。要使损失减为100W，输电电压应提高到_________V。
4、 我们周围有很多利用电能发光的灯。有的利用灯丝的高温而发光，如________灯；有时灯有灯丝，但是不靠灯丝发光，如_______灯；有的灯根本没有灯丝，通电后也能发光，如________灯。
三、（9分）由电源引到某工地的一只“220V、100W”的灯泡亮度较暗，测得该灯泡的实际功率只有81瓦，而电源的电压确为220伏。输电导线上消耗的功率约有多大？你在计算中用到了什么近似？
四、（15分）可充电电池的额定电压约为1.3伏特。当电流从正极流入、从负极流出时即可充电。充电电流在20毫安—40毫安范围内比较适合。现有一个额定输出电压为36伏特，额定输出电流为0.5安培的电源，还有电阻值为100欧姆、510欧姆、1000欧姆、2200欧姆和6800欧姆的几个电阻器供选用。请选择适当的电阻，构成简单的充电电路，可以分别给一节或两节电池充电，不必更换所用电阻器。
1．画出电路图（画出两节充电电池）
2．如果通往充电电池的两条导线短路，电阻器消耗的电功率是多少？
五、（9分）水在热电厂的锅炉中变为水蒸汽，通过涡轮机带动发电机发电，用过的水蒸汽在液化器中凝结成水，再到锅炉，循环使用。液化器中的冷却水则流到冷却塔中降温，如图。水的比热为4.2×103J/（Kg•℃），求：
1．夏天，来自冷却塔的水温为16℃，而回到冷却塔的
水温为30℃。若冷却塔和液化器间水的流量为15m3/s，
试求水蒸汽的能量转化为电能的效率。
2．如果发电机的发电功率是56万千瓦，发电机把机械能转化为电能的效率为80%，不计水蒸汽通过涡轮机过程中由于热传递造成的能量损失及涡轮机的摩擦，试求水蒸汽的能量转化为电能的效率。
六．(9分)山区某工地施工时，照明电路需用导线从离工地250米处的电源引来，工地上要用一只“220V 100W”和一只“220V 200W”的灯泡来照明，所用导线的电阻为每米0.018欧，如果电源两端的电压为220伏，且保持不变，试求照明时导线上所消耗的功率和每只灯泡实际所消耗的功率。（计算时不考虑灯丝电阻的变化，数值只取整数，小数可四舍五入）
七、（12分）上题水箱中的水在冬天往往温度不够高，同学们在水箱中加装了一个“220 V，2000 W”的电热管，并利用一个“6 V， 1W”的小灯泡和一段10Ω/m的电阻丝，为电热管安装了一个指示灯。 （1）画出电热管及指示灯的电原理图。 （2）在同学们的方案中，小灯泡两端的电压是按5V设计的。对于指示灯来说，这样设计有什么好处？（3）按上述设计，电阻丝需截用多长的一段？（4）安装指示灯后，电热管的实际功率是额定功率的百分之几？ 计算中可以认为电热管。小灯泡及电阻丝的电阻不随温度发生明显变化
八、（8分）在一次实验中需要测量小灯泡两端的电压和流过它的电流。聪明而粗心的小刚连接了如图所示的电路。同组的小林发现有错，主张拆了以后重新连接，可是时间来不及了，小刚眼珠一转，在图示电路中只增加了一根导线，电路就正常工作了。问：（1）如果闭合图示电路中的开关，电压表的读数约为多少？电流表的读数约为 多少？小灯泡发光情况如何？
（2）在图中画出小刚连接的那条导线。
九、（13分）淋浴用水的流量约为10升/分，合适的水温约为50℃，用水时间约为4分钟。
电热淋浴器有两种设计，一种是淋浴时电流直接对于流动的水加热，另一种则备有水箱，
待箱中的水加热至合适的温度后再淋浴。加热前的水温以20℃计。
①请根据上面提供的数据论证，第一种设计不适合大多数家庭的供电电路。
②如果水箱中的水恰好够一个人淋浴用，供电电路允许的电流最大为10安，电加热的效率为80％，这种条件下把水箱中的水加热最少需多长时间？
物理应用知识竞赛试题四(电学部分)之答案
一．1、A 2、A 3、A 4、C 5、C
二．1、1210W ，484Ω 2、10kΩ、8kΩ并联，4.4kΩ 3、10000 4、白炽 ，日光，霓虹
三、参考解答：正常工作时的电流
安 (1) (2)
代入数值后解出 I = 0.41 安 (3) 与此类似可以求得
U = = 198 伏 (4) 输电线上的电压降 = 22伏 (5)
输电线上的电流 安 (6)
输电线上的功损失
瓦 (7)
以上过程中(2)式的得出认为电灯灯丝的电阻不随温度改变，这是一种近似。
评分标准：本题8分，(1)－(7)式各1分，指出近似给1分。
四、解：1．因为直流电源的输出额定电压为36V，远大于两节被充电池的电压，所以需串联一个阻值适宜的电阻才能充电。其电路图如下：
两节电池串联时的电压是2.6V，不论充电电池是一节还是两节，其电压都远小于电源电压，可以忽略，因此充电流I为：
把U=36V和R=200欧姆、510欧姆……分别代入上式，得：I=360×10-3A、70×10-3A、36×10-3A、16×10-3A……
符合充电电流20mA～40mA范围内的电阻是1000欧姆，所以应选用1000欧姆的电阻与其串联。
2．如果通往充电电池的两条导线短路，则电阻器消耗的电功率为：
答：充电电池短路时，电阻器消耗的电功率是1.3瓦特。
五、1．水蒸汽冷却时所放的热量为冷却水所吸收，所以冷却所丢失的功率（即散热功率）为
P散＝Q吸/t＝
＝4.2×103焦/（千克•℃）×15×103千克/秒（30－16）℃＝8.82×108瓦
2．水蒸汽的能量转化为电能的效率
η＝P用/P总＝P电/（P机+P散）×100% P机＝560×106W/0.8＝700×106W
所以
六、电路如图所示． R线为导线的电阻， L1为“220 V 100 W”灯泡，L2为“220V 200 W”灯泡．
R线
L1 L2
R线＝（0.018欧/米）×2×250米＝9欧
L1和L2的电阻分别为 欧， 欧
L1和L2的总电阻 RL=1欧/（ ）＝161欧
所以，导线上消耗的功率为 P线＝I总2•R线≈15瓦
两灯泡实际消耗的总功率为PL＝I总2•RL≈270瓦
L1消耗的功率P1＝ 90瓦 L2消耗的功率P2＝2P1＝180瓦
七、七．（1）电路图 2分
（2）指示灯两端的电压按5V设计有利于延长灯的寿命 1分
（3）由P＝U2/R得电热管的电阻 R＝U2/P＝（2202/2000）Ω＝24.2Ω
电热管两端的实际电压 U1＝220V－5V＝215V
通过电热管的实际电流是 I1＝U1/R＝215V/24.2Ω＝8.884A
小灯泡的电阻R灯＝U灯2/P灯＝(6V)2/(1W)=36Ω
实际通过小灯泡的电流应为I灯＝(5V)/(36Ω)=0.139A
通过电阻丝的电流为I丝＝8.884A－0.139A＝8.745A
电阻丝的电阻 R丝=(5V)/(8.745A)=0.572Ω
电阻丝的长度L=0.572Ω/(10Ω/m)=0.057m
实际功率与额定功率之比 P1/P=(U1/U)2=96% 每式1分
八、参考解答：(1)电压表的读数约为6伏，电流表的读数约为0，小灯泡不发光。(2)答案如图。
评分标准：本题共8分。电压表和电流表的读数各2分，小灯泡的发光情况1分。所连导线3分，但导线没有连在接线柱上，而连在其他导线中间的，只给1分。
九、参考解答：流量：f=10升／分=1.67×10-4米3／秒
温差△T=30℃ 用水时间t=4分=240秒 水的比热容
c=4.2×103焦／（千克／℃）水的密度ρ=1.0×103千克／米3
①一定时间△t内电流的焦耳热： Q1=IU△t (1)
这段时间内水温上升△T所需的热量： Q2=(f△t)c△T (2)
假设焦耳热全部用来使水升温，则有 Q1=Q2 (3)
解出
代入数值，得I=96安 (5)
如果考虑到热量散失，实际电流会比这个数值更大，目前家庭电路所能承载的最大电流很少有超过10安培的，所以这种设计不适合家庭淋浴。
②水箱的水量 m=ρt=40千克 (6)
使水箱中的水温升至50℃所需的热量： Q2=mc△T (7)
电流在时间△t内提供的焦耳热： Q1=IU△T (8)
ηQ1=Q2 (9) 解出
代入数值，得 △t=2.86×103秒=48 (11)
1．一只断灯丝的灯泡，摇接灯丝后使用，要比原来亮一些，这是因为灯丝的 [ ]
A．电阻变小 B．电阻增大 C．电阻率减小 D．电阻率增大
2．两个绕线电阻分别标有“100Ω、10w”和“20Ω、40W”，则它们的额定电流之比为 [ ]
A． B. C. D.
3．将一根电阻丝接在某恒定电压的电源两端，电流做功的功率为P。若将该电阻丝均匀地拉长为原来的两倍后再接入该电源。则它的功率为 [ ]
A. 4P B．0．25P C．16p D．0．125P
4．一根电阻丝在通过2C的电量时，消耗电能是8J。若在相同时间内通过4C的电量，则该电阻丝两端所加电压U和该电阻丝在这段时间内消耗的电能E分别为 [ ]
A．U＝4V B．U=8V C．E＝16J D．E=32J
5．两只灯泡分别接在两个电路中，下列判断正确的是 [ ]
A．额定电压高的灯泡较亮 B．额定功率大的灯泡较亮
C．接在电压高的电路两端的那盏灯较亮 D．在电路中实际功率大的灯较亮
6．图1中虚线框内是一个未知电路，测得它的两端点a，b之间的电阻是R，在a，b之间加上电压U，测得流过这电路的电流为I，则未知电路的电功率一定是： [ ]
A． B. C．UI D．I2R+UI
7．图2中M，N接稳压电源，a，b间断开时，Uab=120V，a，b间接入“220V，100w”的灯泡时，Uab=110V．则此时电源输入M、N的电功率为 [ ]
A．25W B．27．27W C．102．27W D．2．27W
8．关于公式：①P=UI ②P=I2R ③，下列正确的是[ ]
A．公式①适用于任何电路的电功率 B．公式②适用于任何电路的电功率
C．公式①、②、③均适用于任何电路的电功率 D．以上说法均不正确
9．一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为 R。设通过它们的电流相同（电动机正常运转），则在相同的时间内 [ ]
A．电炉和电动机产生的电热相等 B．电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率
C．电炉两端电压小于电动机两端电压 D．电炉和电动机两端电压相等
10．输电线总电阻为r，输送的电功率是P，送电电压U，则用户得到的功率为 [ ]
11．在电动机正常工作时，每秒钟内电流做功和每秒钟内电枢上产生的热量的关系，下列说法中正确的是 [ ]
A．电功等于电热 B．电功等于电热的0.24倍
C．电功等于电动机输出的机械功 D．电热仅为电功的一部分
二、填空题
12．如图3，将滑动变阻器A、P端接入电源两端，当A、P间电阻值为8Ω时，A、P段电阻的功率为2W，如果在电源电压降为原来的1/2时，A、P段电阻消耗功率仍为2W则A、P段的电阻值必须为______Ω。这时通过A、P段电阻的电流为______A。
13．在一根导线两端加上一定的电压，每秒内发出一定的热量，今将这根导线均匀地拉长为原来的n倍后，再加上同样的电压，则这根导线每秒所产生的热量是原来的______倍。
14．相同材料制成的导线 A和B长度相同。导线A的截面半径是B的一半，现让相等的电流通过两导线，则在相等的时间内分别通过A和B两导线横截面的电量之比为______，电流对A和B两导线做功之比为______，A和B两导线两端的电压之比为______。
15．一个标明“1kΩ，10W”的电阻，允许通过的最大电流为_____，允许加在这个电阻两端的最大电压为______。当这个电阻两端的电压为40V时，它消耗的实际功率为______。（设电阻阻值不随温度变化）
16．“220V、5．5kW”的电动机，电阻为0．4Ω，它在正常工作时的电流为______A，1s钟内产生的热量是______J，1s内有______J的电能转化为机械能。
17．如图4，为用直流电源给蓄电池充电的电路。若蓄电池的内阻为r，电流表和电压表的示数分别为I和U，则输入蓄电池的功率为______，蓄电池的发热功率为______，电能转化为化学能的功率为______。
三、计算题
18．某滑动变阻器上标有“20Ω、 0.2 A”字样，现将固定端A和滑动端P接在3V的电源上，并保持电压不变，如图5所示。在P由B端向A端滑动过程中，AP段电阻允许消耗的最大功率是多少？这时AP段电阻值多大？
19．有一个直流电动机，把它接入0．2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A，若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A。求：
（1）电动机正常工作时的输出功率。
（2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？（提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器）
一、电流 欧姆定律练习题
一、选择题
1．对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件才能在导体中产生恒定的电流？ [ ]
A．有可以自由移动的电荷 B．导体两端有电压
C．导体内存在电场 D．导体两端加有恒定的电压
2．关于电流，下列说法中正确的是 [ ]
A．通过导线截面的电量越多，电流越大 B．电子运动的速率越大，电流越大
C．单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大
D．因为电流有方向，所以电流是矢量
3．某电解池，如果在1s钟内共有5×1018个二价正离子和1．0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是 [ ]
A．0A B．0.8A C．1.6A D．3.2A
4．下列说法正确的是 [ ]
A．根据可知，流过导体的电流与加在它两端的电压成正比，与导体的电阻成反比
B．根据可知，导体的电阻大小与加在它两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比
C．欧姆定律适用于金属导体导电，电解液导电，电离后气体导电，或者是晶体二级管，晶体三极管导电
D．欧姆定律只适用于纯电阻电路
5．对于有恒定电流通过的导体，下列说法正确的是 [ ]
A． 导体内部的电场强度为零
B． 导体是个等势体
C．导体两端有恒定的电压存在
D．通过导体某个截面的电量在任何相等的时间内都相等
6．有四个金属导体，它们的伏安特性曲线如图1所示，电阻最大的导体是 [ ]
A．a B．b C．c D．d
7．白炽灯的灯丝随温度的升高导电性能变差，则白炽灯不通电时灯丝电阻R1与正常发光时电阻R2比较应是 [ ]
A．R1＞R2 B．R1＜R2 C．R1=R2 D．无法判断
二、填空题
8．导体中的电流是5μA，那么在3.2S内有______ C的电荷定向移动通过导体的横截面，相当于______个电子通过该截面。
9．电路中有一段导体，给它加20mV的电压时，通过它的电流为 5mA，可知这段导体的电阻为______Ω，如给它加30mV的电压时，它的电阻为______Ω；如不给它加电压时，它的电阻为______Ω。
10．如图2所示，甲、乙分别是两个电阻的I-U图线，甲电阻阻值为______Ω，乙电阻阻值为______Ω，电压为10V时，甲中电流为______A，乙中电流为______A。
11．图3所示为两个电阻的U-I图线，两电阻阻值之比R1∶R2=______，给它们两端加相同的电压，则通过的电流之比I1∶I2______。
12．某电路两端电压不变，当电阻增至3Ω时，电流降为原来的
13．设金属导体的横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动速度为v，那么在时间t内通过某一横截面积的自由电子数为______；若电子的电量为e，那么在时间t内，通过某一横截面积的电量为______；若导体中的电流I，则电子定向移动的速率为______。
14.某电解槽内，在通电的2s内共有3C的正电荷和3C的负电荷通过槽内某一横截面，则通过电解槽的电流为______A。
三、计算题
15．在氢原子模型中，电子绕核运动可等效为一个环形电流。设氢原子中电子在半径为r的轨道上运动，其质量、电量分别用m和e来表示，则等效电流I等于多少?
16．在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在加速电压U作用下被加速，且形成电流为I的平均电流，若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收。设电子质量为m，电量为e，进入加速电场之前的初速不计，则t秒内打在荧光屏上的电子数为多少？
