初中物理电功与电能的计算试题

“塔吊”是建筑工地上常见的起重设备，某建筑工地现正在使用“塔吊”进行作业，如图所示。“塔吊”有一水平臂AB，其中AO叫平衡臂，OB叫吊臂。C为可移动的滑轮组，C移动的范围是从O点到B点。利用“塔吊”可将很重的水泥板方便地吊起并安放到工作区域内。

（1）在“塔吊”匀速提升水泥板的过程中，水泥板的动能将     （选“变大”、“变小”或“不变”，下同），机械能将     。
（2）假设“塔吊”配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V，额定功率38kW。在一次吊起水泥板时，电动机正常工作20s，该电动机在这次吊起重物的过程中消耗了多少电能？
（3）若20s内“塔吊”将重1.25×10⁴N的水泥板匀速提高了4m，如果机械做的额外功是3×10⁴J，该“塔吊”的机械效率是多少?
（4）若“塔身”的宽度、铁架和滑轮组所受重力及摩擦均不计，A端所装配重质量一定。在机器安全工作的范围内，要想使吊起水泥板的质量增大，应采取什么措施？

一个额定电压为12V的小型电动机正常工作时，测得通过电动机的电流是0.5A，工作10min，电流做功为_______J，电动机线圈的电阻4Ω，则在这10min内该电动机线圈产生的热量是_______J，在这过程中电能转化为机械能的效率为_______。

如图所示是某型号的电动巡逻车。已知该电动巡逻车运动时所受的阻力为人和车总重的0.04倍，某次巡逻时人和车总质量为1.0×10^３kg, 在水平路面上以15Km/h的速度匀速行驶了20min。（g取10N/Kg）求：

（1）巡逻车通过的路程是__________km；　　
（2）巡逻车在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力是__________N；
（3）若电动机把80%的电能用来牵引巡逻车克服阻力做功，则此次巡逻电动机消耗了多少电能？

电动机是一种使用广泛地动力机械。从能量转化的角度看，它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。
（1）如果某电动机线圈的电阻为R，电动机工作时两端的电压为U，通过电动机的电流为I，请推导此电动机电能转化为机械能的效率η=（U-IR）/U。
（2）如果有一个直流电动机，把它接入0.3V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.6A，若把它接入3V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是2A。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）

在图所示电路中，电源电压为9V且保持不变，小灯泡L的额定电流是0.3A且灯丝电阻保持不变，R₁是定值电阻，R₂是滑动变阻器。当开关S₁、S₂断开，S₃闭合，滑动变阻器的滑片位于a点时（图中没有标出a、b、c三点的具体位置），小灯泡正常发光，R₁和R₂消耗的电功率分别是P_1a和P_2a；当开关S₁、S₂断开，S₃闭合，滑动变阻器的滑片位于b点时，R₁和R₂消耗的电功率分别是P_1b和P_2b；当开关S₁、S₂闭合，S₃断开，滑动变阻器的滑片位于c点时，R₁和R₂消耗的电功率分别是P_1c和P_2c，电路的总功率是10.8W。若P_1a∶P_1b∶P_1c =9∶4∶81，P_2b∶P_2c =2∶9。求：

（1）定值电阻R₁和小灯泡灯丝的阻值；
（2）滑片位于变阻器a、b和c点时接入电路的电阻值各多大；
（3）滑片位于变阻器c点时，电路在1h内所消耗的电能。

小明的妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示。图乙所示是豆浆机的主要结构：

型　号	SYL－624
额定电压	220V
额定频率	50Hz
电机功率	120W
加热功率	1210W
容量	1000mL

中间部位是一个带动刀头电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸。上表是这个豆浆机的主要技术参数；如图丙所示是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的“P-t”图像。
请解答下列问题：
（1）豆浆机正常工作时的最大电流是        共消耗的电能是        J；
（2）在一次豆浆机工作的时候，小明将家里的其它用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热管工作时，家里标有“1200r/kW·h”字样的电能表转盘在1min内转过了20转。此时电热管的实际加热是        W。

利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电．某市启动了“光伏工程”示范项目，在某中学的教学楼顶安装了总功率为20kW的光伏发电系统。
⑴一天的有效光照时间按8h计算，该光伏发电系统一天共发电多少kW·h？
⑵该光伏发电系统一天的发电量，如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成，需要燃烧多少kg煤？（煤的热值q_煤=3.0×10⁷J/kg ）
⑶请写出一条光伏发电的优点。
⑷人们利用太阳能的方式除光伏发电外还有：（a）绿色植物的光合作用是将光能转化为______能；（b）太阳能热水器是通过______的方式增加水的内能。

小芳家里的某品牌电烤箱铭牌及其内部简化电路如图所示，R₁和R₂均为电热丝。求：

××牌电烤箱
额定电压	220V
额定 功率	高温档	1100W
低温档	440W
电源频率	50Hz

⑴若某种食物需要用该电烤箱高温档烘烤1000s，则该电烤箱消耗的电能是多少？
⑵电路中R₁的阻值是多少？
⑶该电烤箱在低温档正常工作时，电路中的电流和R₁的功率分别是多少？

某校科技小组的同学们用PTC元件（即半导体陶瓷材料）制作了一个电加热保温杯。常温下的凉开水放在杯内可加热至60℃，并利用这种元件的电学特性设定保温温度为60℃。已知所用的PTC元件的阻值R_T随温度的变化关系如图甲，使用时PTC元件如图乙接入家庭电路中。

请回答下列问题：
（1）当温度为60℃时，电路中的电流是          A，通电1min，PTC元件消耗的电能是          J。
（2）PTC元件的最大电功率是          W。
（3）保温杯可以利用PTC元件的特性进行保温的原理是：当温度达到60℃时，PTC元件发热功率等于散热功率（即在相同时间内产生的热量与散失的热量相等），温度保持不变。从图甲可以看出，①当它的温度高于60℃时，                           ，温度下降；②当温度低于60℃时，                       ，温度上升。因此保温杯中的水可以保持在60℃左右。

如图所示电路，电源电压为6V且保持不变，电阻R₁为10Ω，开关S闭合后电压表的示数为2V，通电时间5min。求：

（1）电路中的电流；
（2）R₂的电阻值；
（3）R₂的电功率；
（4）电路消耗的电能。

阅读短文，回答问题．
LED灯
夜幕下，我市马路边LED灯亮化工程形成了一道亮丽的风景．这种LED灯是通过光电转换来供电的．图是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图．其中，R是光敏电阻，此光敏电阻的阻值R、流过线圈电流I与光照度E（单位勒克斯，符号lx）之间的几次实验数据如下表所示．当线圈A中的电流I≥30.0mA时，动触点D与静触点G、H接触．当线圈A中的电流I<30.0mA时，动触点D与静触点E、F接触．

光照强度E/lx	5	10	15	20	25	30
光敏电阻R/Ω	60	30	20	15	12	10
线圈中电流I/m A	21. 4	27. 3	30.0	31. 6	32. 6	33. 3

（1）由表格中数据可知，光敏电阻的阻值R随光照强度E的增强而　　　　　　　　；
（2）傍晚，当光照强度小于　　　　　lx（勒克斯）时，LED灯开始工作；
（3）电磁继电器上的电磁铁的连线简化示意图如图，在图上标出它通电时的磁极．如想增大电磁铁的磁性，你的办法是                                 （写出一种）；

（4）一只功率为6 W的LED灯，其正常发光亮度相与30 W的日光灯相当．某间教室有20 盏30 W的日光灯，每天平均使用3h，如果能用6 W的LED灯替换，则一个月（按 30天计算）可节约电能　      kw·h．

小明家新买了一个微波炉，他听人们讲利用微波炉对食物加热，不仅加热时间短，还具备加热效率高的特点。为了验证后一种说法，他决定借助电能表、手表、温度计等器材实际测量一下微波炉在高火挡烧水时的效率。
为此他查看了家中微波炉后面的铭牌，上面注明额定输入功率为1 000 W，他又查看了他家的单相电子电能表，上面注明3200 imp / kW·h(它表示每消耗电能1 kW·h，该电能表上面的发光二极管闪烁3 200次)。之后，他关闭其他所有家用电器，将体积为1L、温度为20°C的水放入微波炉并用高火开始加热，同时用钟表计时并记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数，历时4 min，电能表上面的发光二极管闪烁了288次，此时取出并测得水的温度为76°C。则
（1）4分钟微波炉消耗的电能是多少？
（2）微波炉烧水时的效率是多少？（保留一位小数）

如图所示的电路中，电阻R₁的阻值为10 W．闭合开关S，电流表A₁的示数为1.8 A，电流表A₂的示数为0.8 A．求：

（1）流过R₁的电流是多少A？
（2）R₂的电阻是多少W？
（3）闭合开关2 min后，R₁消耗的电能是多少J?

如图所示，电源电压保持不变，小灯泡灯丝电阻不随温度改变。当开关S₁、S₂都闭合时，滑动变阻器R₂滑片位于某点A时，电压表V₁的示数为U₁，电压表V₂的示数为U₂，电流表的示数为I₁，电阻R₁消耗的电功率为P₁，滑动变阻器消耗的电功率为P_A；当只闭合开关S₁时，滑动变阻器R₂滑片位于某点B时，电压表V₁的示数为U₁ˊ，电压表V₂的示数为U₂ˊ，电流表的示数为I₂，电阻R₁消耗的电功率为P₁ˊ，滑动变阻器消耗的电功率为P_B ，此时小灯泡消耗的功率是其额定功率的四分之一；仍只闭合开关S₁，再将滑动变阻器R₂滑片滑至最右端，此时小灯泡恰好正常发光。已知：U₁﹕U₂＝1﹕3，U₂﹕U₂ˊ＝3﹕2，P_A﹕P_B＝2﹕1，P₁＝0.4W。请你计算出：

（1）I₁与I₂的比值； 
（2）小灯泡的额定电功率；
（3）当只闭合开关S₁时，滑动变阻器R₂滑片位于某点B时，通电2min，电路消耗的电能。

如图甲所示是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图。已知计数器电路的电源电压恒为6V，其中S为一激光源，R₁为光敏电阻（有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大），R₂为定值保护电阻，其阻值为20Ω，a、b间接一“示波器”（示波器的接入不影响电路）。光敏电阻两端的电压随时间变化的图象可由示波器显示出来。水平传送带匀速前进，每当产品从传送带上通过S与R₁之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住。若运送边长为0.1m的均匀正方体产品时，示波器显示的电压随时间变化的图象如图乙所示。求：

（1）正方形产品随传送带运动的速度是多少？
（2）光敏电阻在有光照状态下的电阻是多少？
（3）整个电路工作1h消耗的电能是多少？