中文（繁體）
中文（简体）
English
DSE 物理练习卷：电学、电路与电磁感应（12 题・100 分・75 分钟）
练习卷 · DSE 物理 电学、电路与电磁感应全卷
本卷以等效电阻、电阻率、电功率与电费、熔断器、均匀电场、电容放电、磁力、电磁感应、变压器、高压输电、内阻及交流发电机训练电学计算，共 12 题分甲、乙、丙三部，总分 100 分，时限 75 分钟，附完整步骤与评分要点。
卷面资料 年级：中六（S6） ｜ 科目：物理 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：12
甲部（32 分）
电阻、功率与家用电路题，须列算式及单位。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 某电路中，一个 12 V 电池（内阻不计）接上 4 Ω 电阻，再串联一组并联电阻：6 Ω 与 3 Ω。 (a) 求并联部分的等效电阻。 (b) 求电路总电阻及总电流。 (c) 求 4 Ω 电阻两端的电压，以及流经 6 Ω 与 3 Ω 的电流。 |
答案： (a) 并联部分 1/R_p＝1/6＋1/3＝0.5，故 R_p＝2.0 Ω。 (b) 总电阻 R＝4＋2.0＝6.0 Ω；总电流 I＝12/6.0＝2.0 A。 (c) 4 Ω 两端电压＝2.0×4.0＝8.0 V；并联部分＝12−8.0＝4.0 V；流经 6 Ω＝4.0/6≈0.67 A，流经 3 Ω＝4.0/3≈1.33 A。 评分要点：并联公式 1 分、R_p 值 1 分、总电阻 1 分、总电流 1 分、分压 1 分、两支路电流各 1 分、单位 1 分。 |
| 2 | 一条镍铬线长 2.0 m，截面积 5.0×10⁻⁷ m²，电阻率 1.1×10⁻⁶ Ω m。 (a) 求该线的电阻。 (b) 若两端电压为 6.0 V，求电流及耗散功率。 (c) 通电一段时间后电阻轻微上升，解释原因。 |
答案： (a) R＝ρL/A＝(1.1×10⁻⁶×2.0)/(5.0×10⁻⁷)＝4.4 Ω。 (b) I＝6.0/4.4≈1.36 A；P＝VI＝6.0×1.36≈8.2 W。 (c) 电流通过产生热，金属温度上升，晶格振动加剧，电子碰撞更频繁，电阻因此上升（金属温度系数为正）。 评分要点：公式 1 分、代入与答案 2 分、电流 1 分、功率 2 分、温度与晶格解释 2 分。 |
| 3 | 一部 2,000 W 电热水器每天使用 1.5 小时，连续 30 日。 (a) 求该月耗电量（千瓦时）。 (b) 若每千瓦时电费 1.2 元，求该月电费。 (c) 若改用 1,200 W 型号但每日使用 2 小时，比较两者该月耗电量。 |
答案： (a) 2.0 kW×1.5 h×30＝90 kWh。 (b) 90×1.2＝108 元。 (c) 1.2 kW×2.0 h×30＝72 kWh，比原本 90 kWh 少 18 kWh，即减少 20%。 评分要点：功率换千瓦 1 分、乘时间与日数 2 分、电费 2 分、替代型号耗电 2 分、比较与百分率 1 分。 |
| 4 | 香港家用插座电压为 220 V。一个 1,500 W 电水壶与一个 800 W 电饭煲接在同一 13 A 熔断器保护的插座电路上。 (a) 求两件电器同时使用时各通过的电流。 (b) 求总电流，并判断熔断器会否熔断。 (c) 说明熔断器在电路中的作用，并解释为何不可用铜线代替。 |
答案： (a) 电水壶 I＝1,500/220≈6.8 A；电饭煲 I＝800/220≈3.6 A。 (b) 总电流≈6.8＋3.6＝10.4 A，小于 13 A，熔断器不会熔断。 (c) 熔断器在过载或短路时因电流通过而发热熔断，切断电路，防止电线过热引致火警；铜线熔点高、电阻小，过载时不会及时熔断，失去保护作用。 评分要点：两电流各 1 分、总电流 1 分、判断 1 分、熔断原理 2 分、铜线危险 2 分。 |
乙部（36 分）
电场、电容、磁力与感应题，须写出步骤并作判断。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 两块平行金属板相距 5.0 mm，接上 200 V 直流电源。 (a) 求板间电场强度。 (b) 一个带 2.0 µC 的微粒置于板间，求所受电力。 (c) 若该微粒由负极板移至正极板，求电场所作的功，并说明能量变化。 |
答案： (a) E＝V/d＝200/(5.0×10⁻³)＝4.0×10⁴ V/m。 (b) F＝qE＝2.0×10⁻⁶×4.0×10⁴＝0.080 N。 (c) W＝qV＝2.0×10⁻⁶×200＝4.0×10⁻⁴ J；电场作功，电势能减少 4.0×10⁻⁴ J 并转为动能。 评分要点：公式与 E 值 3 分、F 3 分、W 2 分、能量变化方向 1 分。 |
| 6 | 一个 470 µF 电容器接在 12 V 电源上充电至满。 (a) 求电容器储存的电荷。 (b) 求储存的能量。 (c) 之后经一个 10 kΩ 电阻放电，求时间常数，并说明电压降至约 37% 所需时间。 |
答案： (a) Q＝CV＝470×10⁻⁶×12＝5.6×10⁻³ C（5.6 mC）。 (b) E＝½CV²＝0.5×470×10⁻⁶×144≈3.4×10⁻² J。 (c) τ＝RC＝10×10³×470×10⁻⁶＝4.7 s；一个时间常数后电压约降至原值的 37%。 评分要点：Q 2 分、E 3 分、τ 3 分、37% 说明 1 分。 |
| 7 | 一段 0.25 m 长的直导线垂直放在 0.30 T 的均匀磁场中，通过 4.0 A 电流。 (a) 求导线所受磁力。 (b) 若导线与磁场成 30°，求磁力。 (c) 说明如何用左手定则判断磁力方向。 |
答案： (a) F＝BIL＝0.30×4.0×0.25＝0.30 N。 (b) F＝BIL sin30°＝0.30×0.5＝0.15 N。 (c) 左手定则：食指指磁场方向、中指指电流方向，拇指所指即磁力方向（三者互相垂直）。 评分要点：F 3 分、角度修正 3 分、定则描述 3 分。 |
| 8 | 一个 200 匝线圈，每匝面积 5.0×10⁻³ m²，置于垂直线圈平面的磁场中。磁通密度在 0.20 s 内由 0.10 T 均匀增至 0.30 T，线圈电阻为 2.0 Ω。 (a) 求每匝的磁通变化。 (b) 求感生电动势。 (c) 求感生电流及线圈耗散的功率。 |
答案： (a) ΔΦ＝ΔB×A＝0.20×5.0×10⁻³＝1.0×10⁻³ Wb。 (b) ε＝NΔΦ/Δt＝200×1.0×10⁻³/0.20＝1.0 V。 (c) I＝ε/R＝1.0/2.0＝0.50 A；P＝I²R＝0.50²×2.0＝0.50 W。 评分要点：ΔΦ 2 分、ε 3 分、I 2 分、P 2 分（须用 I²R 或 VI）。 |
丙部（32 分）
变压、输电与交流电题，须列式并解释物理意义。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 一个变压器效率为 90%，初级线圈接 220 V，有 1,100 匝；次级输出 11 V，供电给 22 W 的装置。 (a) 求次级线圈匝数。 (b) 求初级输入功率。 (c) 求初级电流。 |
答案： (a) N_s/N_p＝V_s/V_p，故 N_s＝1,100×11/220＝55 匝。 (b) 输入功率＝22/0.90≈24 W。 (c) I_p＝24/220≈0.11 A。 评分要点：匝数比 2 分、N_s 值 2 分、效率处理 2 分、初级电流 2 分。 |
| 10 | 一条输电缆电阻为 0.40 Ω，输送 100 kW 功率。 (a) 若以 400 V 输送，求电流及电缆功率损耗。 (b) 若以 20 kV 输送，重算电流及损耗。 (c) 由此说明高压输电的好处。 |
答案： (a) I＝100,000/400＝250 A；P_loss＝I²R＝250²×0.40＝25,000 W（25 kW，占 25%）。 (b) I＝100,000/20,000＝5.0 A；P_loss＝5.0²×0.40＝10 W。 (c) 电压提高 50 倍，电流降至 1/50，损耗按 I² 降至 1/2,500，故高压输电可大幅减少电缆发热损耗。 评分要点：(a) 3 分、(b) 3 分、平方关系解释 2 分。 |
| 11 | 一个电动势 6.0 V 的电池，内阻 1.5 Ω，接上 4.5 Ω 外电阻。 (a) 求电流。 (b) 求端电压。 (c) 求电池内部耗散的功率及该电路的效率。 |
答案： (a) I＝ε/(R＋r)＝6.0/(4.5＋1.5)＝1.0 A。 (b) 端电压 V＝IR＝1.0×4.5＝4.5 V。 (c) P_int＝I²r＝1.0²×1.5＝1.5 W；效率＝4.5/6.0＝75%。 评分要点：(a) 3 分、(b) 2 分、内部功率 2 分、效率 1 分。 |
| 12 | 一个交流发电机有 100 匝线圈，每匝面积 0.020 m²，在 0.15 T 的均匀磁场中以 50 Hz 转动。 (a) 求角频率。 (b) 求感生电动势的峰值。 (c) 求均方根（rms）电动势，并说明家用电压标示值属哪一种。 |
答案： (a) ω＝2πf＝2π×50≈314 rad/s。 (b) ε₀＝NBAω＝100×0.15×0.020×314≈94 V。 (c) ε_rms＝ε₀/√2≈67 V；家用 220 V 标示的是均方根值。 评分要点：(a) 2 分、(b) 公式 2 分＋答案 2 分、(c) 2 分。 |
TutorZone 练习卷｜题目与文章为原创，并非任何学校或出版社的教材。