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 lmA=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。
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。
- 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。
- 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。
- このとき流れる電流は何mAか。
- 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。
- このとき流れる電流は何mAか。
- 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。
- 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。
- 1の電力量は何Whか。
- 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。
- 3の電力量は何Jか。
- 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。
- 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。
- この電熱線の抵抗は何Ωか。
- 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。
- 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。
- 2.5V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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 1の熱量は何calか求めよ。
- 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。
- 3の熱量は何Jか求めよ。
- 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。
- 5の熱量は何Jか求めよ。
- 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。
- 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
【問題1】
- 2W
- 0.09W
【問題2】
- 500mA
- 200Ω
【問題3】
- 200mA
- 150Ω
【問題4】
- 18000J
- 5Wh
- 10Wh
- 36000J
- 540000J
- 0.15kWh
【問題5】
ア
【問題6】
- 5Ω
- 45W
【問題7】
- 500W
- 0.3W
- 1W
- 3.5A
- 100V
【問8】
- 5000J
- 1200cal
- 1440cal
- 6000J
- 1500cal
- 6300J
- 30℃
- 12.6℃(12.5℃でも可)
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