【中2理科】電力・電力量の求め方と計算練習問題

中２理科「電力・電力量の求め方と計算練習問題」です。

• 電流の換算：1000mA=1A 1mA=0.001A
• 電力量の換算：1Wh=1Wx1h 1Wh=3600J 1000Wh=1kWh

電力

エネルギーには、いろいろなはたらきをする能力があります。その中でも、電気がもつエネルギーを電気エネルギーといいます。電力とは、1秒あたりに使う電気エネルギーの量。電力の単位は、ワット（記号W）1Vの電圧を加え、1Aの電流を流したときに使われる電力1W。

• 電力を求める式　電力（W)＝電力（V)×電流（A)

＜例題＞
「100V　700W」と表示された電気ポットを100Vの電源につないだとき、電気ポットに流れる電流を求めよ。

電力（W)＝電力（V)×電流（A)なので、電流（A)＝電力（W)÷電圧（V)で求めます。よって、700（W)÷100（V)＝7A

消費電力

電気器具の電力の表示は、その器具が消費電力を示しています。電力が大きいほど、1秒あたりの多くの電気を消費し、電気器具による光、音、熱、運動などのはたらきが大きいです。

電力量

電力と時間の積。熱や光、音などの電気によるはたらきの量は、電力や時間に比例します。電力量の単位は、ジュール（記号J）1Wの電力を1秒間使ったときの電力量が1J。ワット秒（記号Ws）、ワット時（記号Wh）、キロワット時（記号kWh）も使われる。1J=1Ws。

電力量を求める式

• 電力量（J）＝電力（W）×時間（ｓ）

＜例＞500Wのアイロンを60秒使ったときに消費した電力量
500W×60ｓ＝3000J

電力の性質

• 電力が一定の場合、水の上昇した温度は、電熱線に電流を流した時間に比例する。
• 電力が大きいほど、一定時間の電熱線の発熱が大きく、水の温度が上昇する。
• 電流を流した時間が一定の場合、水の上昇温度、つまり電熱線の発熱量は電力の大きさに比例する。

電流による発熱と電力量

電流による発熱…1Wの電力で、電流を1秒間流した時、電熱線の発熱量を1J（ジュール）という。

• 電熱線の発熱量（J)＝電力（W)×時間（S）

熱量と水の上昇温度の関係

1gの水の温度を1℃上昇させるには、約4.2Jの熱量が必要です。

• 熱量＝4.2×水の質量×上昇した温度　※1Jは1ｇの水の温度を約0.24℃上昇させるのに必要な熱量。

【問題】電力・電力量の計算練習問題

【問題1】次の問いに答えなさい。

1. 10Vの電圧を加えると200mAの電流が流れる電熱線の電力は何Wか。
2. 1.8Vの電圧を加えると50mAの電流が流れる電熱線の電力は何Wか。

【問題2】100V-50Wの電球を、100Vの電源につないで使用した。 次の問いに答えよ。

1. このとき流れる電流は何mAか。
2. この電球の抵抗は何Ωか。

【問題3】30V-6Wの電熱線を、30Vの電源につないで使用した。 次の問いに答えよ。

1. このとき流れる電流は何mAか。
2. この電熱線の抵抗は何Ωか。

【問題4】次の問いに答えなさい。

1. 10Wの電球を30分間使用したときに消費する電力量は何Jか。
2. 1の電力量は何Whか。
3. 5Wの電球を2時間使用したときに消費する電力量は何Whか。
4. 3の電力量は何Jか。
5. 900 Wのトースターを10分間使用したときに消費する電力量は何Jか。
6. 5の電力量は何kWhか。

【問題5】家庭用の100Vの電圧で、電気ストーブの消費電力を600 W で使ったときと, 1200 W で使ったときの電流の 強さについて述べたものとして正しいものを、次から選べ。

ア 電力は電流に比例するので, 600 W で使ったときの電流の強さは, 1200 W で使ったときの0.5倍である。
イ 電力は電流に比例するので, 600 W で使ったときの電流の強さは, 1200 W で使ったときの2倍である。
ウ 電力は電流に反比例するので, 600 W で使ったときの電流の強さは, 1200 W で使ったときの0.5倍である。
エ 電力は電流に反比例するので, 600 W で使ったときの電流の強さは, 1200 W で使ったときの2倍である。

【問題6】抵抗がわからない電熱線に15Vの電圧を加えたところ、3Aの電流が流れた。次の問いに答えよ。

1. この電熱線の抵抗は何Ωか。
2. このとき、電熱線が消費する電力は何Wか。

【問題7】次の問いに答えよ。

1. 100Vの電圧をかけたら5Aの電流が流れたときの、電力を求めよ。
2. 2.5Vの電圧をかけたら0.12Aの電流が流れたときの、電力を求めよ。
3. 2.5Vの電圧をかけたら400ｍAの電流が流れたときの、電力を求めよ。
4. 100Vの電圧をかけたら350Wの電力を消費したときの、電流を求めよ。
5. 8Aの電流が流れて800Wの電力を消費したときの、電圧を求めよ。

【問題8】次の問いに答えよ。

1. 500Ｗの電気ポットを10秒間使用したときに発生する熱量は何Jか求めよ。
2. 1の熱量は何calか求めよ。
3. 20Wの電熱線を5分間使用したときに発生する熱量は何calか求めよ。
4. 3の熱量は何Jか求めよ。
5. 100ｇの水の温度を15℃上昇させるのに必要な熱量は何calか求めよ。
6. 5の熱量は何Jか求めよ。
7. 50gの水に1500calの熱量をあたえると、水の温度は何℃上昇するか求めよ。
8. 100ｇの水に5250ｇの熱量をあたえると、水の温度は何℃上昇するか求めよ。

【解答】電力・電力量の計算練習問題

【問題1】

1. 2W
2. 0.09W

【問題2】

1. 500mA
2. 200Ω

【問題3】

1. 200mA
2. 150Ω

【問題4】

1. 18000J
2. 5Wh
3. 10Wh
4. 36000J
5. 540000J
6. 0.15kWh

【問題5】
ア
【問題6】

1. 5Ω
2. 45W

【問題7】

1. 500W
2. 0.3W
3. 1W
4. 3.5A
5. 100V

【問8】

1. 5000J
2. 1200cal
3. 1440cal
4. 6000J
5. 1500cal
6. 6300J
7. 30℃
8. 12.6℃（12.5℃でも可）