初中物理能量计算题

如图所示，电源电压可调，小灯泡 $L_1$标有“ $6V6W$”的字样，小灯泡 $L_2$、 $L_3$标有“ $6V12W$”的字样，（不考虑温度对小灯泡电阻的影响）

（1）闭合开关 $S_1$、 $S_2$、 $S_3$，调节电源电压为 $6V$时，求电流表 $A_1$的示数；

（2）闭合开关 $S_2$，断开开关 $S_1$、 $S_3$，调节电源电压为 $12V$时，求电路消耗的总功率；

（3）闭合开关 $S_2$、 $S_3$，断开开关 $S_1$，调节电源电压为 $10V$时，求小灯泡 $L_3$的实际发光功率。

【实验名称】用电流表和电压表测电阻

【实验器材】电压恒为 $3V$的电源、电压表、电流表、标有“ $20\Omega 2A$”字样的滑动变阻器，待测电阻 $R_x$、开关、导线若干。

【实验原理】　 $R=\frac{U}{I}$　

【实验步骤】

（1）小明按如图甲所示的电路图连接电路；

（2）闭合开关，发现电流表示数如图乙所示，则下一步的实验操作是：先　　，然后　　。

（3）小明测出待测电阻的阻值后，向老师汇报，老师指出他实验设计中存在着不足，其不足是　　。

（4）改进后，小明继续实验并将数据记录在表中，分析数据可知待测电阻的阻值为　　 $\Omega$；还可以初步得出：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成　　；

实验次数	电压 $U/V$	电流 $I/A$
1	2.4	0.24
2	2.0	0.20
3	1.5	0.15

（5）实验过程中，若小明将滑片 $P$移到了如图丙所示位置，闭合开关，此时电流表的示数为　　。

如图1所示，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中 $R_1$、 $R_2$为阻值相同的电热丝，有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三档，中温挡的额定功率为 $500W$，求

（1）电热水壶调至中温挡正常加热，将 $2\mathit{kg}$温度为 ${30}^{°}\text{C}$的水烧开（标准大气压下）需要 $20\mathit{min}$，水所吸收的热量及电热水壶的效率；

（2）电热水壶高温挡的额定功率；

（3）若某次电热水壶用高温挡加热 $0.1h$，耗电 $0.09\mathit{kW}·h$，通过计算判断此时电热水壶是否正常工作。

如图所示，电源电压可调，小灯泡上标有“ $6V0.5A$”的字样（不考虑温度对小灯泡电阻的影响），电流表量程 $0~0.6A$，电压表量程 $0~3V$，滑动变阻器规格为“ $20\Omega 1A$”。

（1）电源电压调至 $6V$，闭合开关 $S_1$和 $S_2$，移动滑动变阻器滑片 $P$，使小灯泡正常发光，电流表示数为 $0.6A$，则电压表的示数是多少？ $R_0$的阻值是多少？

（2）电源电压调至 $8V$，断开开关 $S_1$，闭合开关 $S_2$，为了保证电路安全，求滑动变阻器的阻值变化范围。

一根 $100\Omega$的电阻丝接入电路后，通过它的电流是 $0.2A$．求：

（1）电阻丝两端的电压。

（2）通电 $10s$电阻丝产生的热量。

某种荧光台灯铭牌上标有“额定功率 $11W$，额定电流 $0.05A$”的字样。当台灯正常发光时，求：

（1）台灯两端的电压；

（2） $10s$内台灯消耗的电能。

小王同学自制了一只“热得快”，这只“热得快”是用一根电阻为 $48.4\Omega$的电阻丝制成，将它接在 $220V$的家庭电路里使用。求：

（1）该“热得快” $5\mathit{min}$内产生的热量；

（2）为了安全。小王同学将一只工作指示灯与电阻串联使用，经测量电阻丝消耗的功率为原来功率的 $81\%$，求指示灯的电阻。

如图所示，电阻 $R_1$为 $8\Omega$，电源两端电压为 $12V$，开关 $S$闭合后。求：

（1）当滑动变阻器 $R$接入电路的电阻 $R_2$为 $30\Omega$时，通过电阻 $R_1$的电流 $I_1$和电路的总电流 $I$；

（2）当滑动变阻器 $R$接入电路的电阻 $R_3$为 $20\Omega$时，通过电阻 $R_1$的电流 $I_1\text{'}$和电路的总电流 $I\text{'}$。

容积为 $1L$的某品牌电热水壶如图甲所示，其加热功率为 $1000W$，保温时功率为 $121W$，简化电路如图乙所示， $S$为加热和保温自动转换开关，在一个标准大气压下，该电热壶正常工作，将一壶初温为 ${20}^{°}\text{C}$的水烧开，此过程中电热壶的效率为 $70\%$． $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)\right]$求：

（1）电阻 $R_2$的阻值；

（2）在此过程中，水吸收的热量；

（3）烧开一壶水，需要的加热时间。

某兴趣小组设计了一种智能化的电热水器，如图所示，它主要由工作电路和控制电路两部分组成，工作电路可以在保温和加热两档之间切换，当磁控开关 $L$线圈中的电流等于或大于 $20\mathit{mA}$时，磁控开关 $L$的簧片吸合（簧片与线圈电阻不计），当线圈中的电流小于 $20\mathit{mA}$时簧片断开，光敏电阻 $R$随光照强度 $E$（表示光照射强弱的物理量，单位是坎德拉，符号 $\mathit{cd})$变化的关系如下表所示，当开关 $S$闭合时：

光照强度 $E/\mathit{cd}$	1	2	3	4	5
光敏电阻 $R/\Omega$	18	9	6	4.5	3

（1）若控制电路中 $R_0=82\Omega$， $U_2=2V$，当光强 $E$达到多少时，磁控开关的簧片恰好吸合？

（2）当线圈中的电流等于 $20\mathit{mA}$时，工作电路处于何种挡位？将质量为 $2\mathit{kg}$的水由 ${50}^{°}\text{C}$加热至 ${100}^{°}\text{C}$需吸收多少热量？

（3）若工作电路在加热和保温两种状态时 $R_1$的功率之比为 $25:9$，求 $R_1$与 $R_2$的比值。

钓鱼岛自古以来就是中国固有领土，早在1373年我国渔民就已经发现了钓鱼岛，如图所示是我国一艘装备精良的现代化综合公务船正在钓鱼岛附近巡航。

（海水密度取 $1.02\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$）

（1）若该船的声呐探头距海面深度为 $10m$，则该声呐探头受到海水的压强是多少？

（2）该船满载时排开海水体积为 $3000m^3$，此时船受到的浮力和重力各是多少？

（3）该公务船以 $36\mathit{km}/h$的速度匀速航行 $5h$，若航行时受到阻力为船重的0.05倍，则这一过程中动力所做的功是多少？

某校师生自制了一台多功率电烘箱，电路结构如图所示，所选两根电热丝 $R_1$， $R_2$的阻值分别为 $75\Omega$、 $150\Omega$，由于电路电压不足，实际工作电压为 $200V$，求：

（1）这台电烘箱以最大功率工作时，通过电烘箱的电流；

（2）这台电烘箱以最大功率工作 $5\mathit{min}$，电热丝产生的热量；

（3）这台电烘箱以最大功率工作 $5h$，消耗多少度电。

把分别标有“ $220V40W$”和“ $36V40W$”的两只白炽灯 $L_1$和 $L_2$，串联接在电压恒为 $220V$的照明电路中，且两灯电阻不变，求：

（1）两只灯泡的电阻；

（2）两只灯泡实际功率之比。

小明的爸爸在“淘宝”上购买了一款新型“电烤箱”（如图甲所示），其原理是利用热空气流加热食物。工作电路图如图乙，工作时，当电烤箱内温度高于预设温度时，温控开关自动断开，电热管停止加热，当电烤箱内温度低于预设温度时，温控开关自动闭合，电热管重新开始加热，循环工作保障箱内温度维持为预设温度。已知电风扇的功率为 $50W$，电热管的电阻 $R_0$为 $44\Omega$．求：

（1）正常工作时电热管的功率；

（2）用这个“电烤箱”在一次焙烤鸡翅的过程中，定时开关设定为15分钟，电热管正常循环工作时， $P-t$图象如图丙所示，本次烤鸡翅共消耗多少电能？

一个边长为 $1m$，重为 $2000N$的正方体箱子静止在水平，地面上。如图所示，某人利用滑轮组以 $0.2m/s$的速度，匀速把箱子提高了 $4m$。则：

（1）箱子放在水平地面上静止时，它对地面的压强为多大？

（2）提起箱子的过程中，绳子自由端向下拉动的速度大小为多少？

（3）滑轮组的机械效率为 $80\%$，作用在绳子自由端的拉力 $F$的功率为多少？