初中物理能量计算题

如图所示，电源两端电压变，电阻R₁= 4Ω。当只闭合开关S、S₂、S₃时，电流表示数为I₁；当只闭合当开关S、S₃时，电压表V₂的示数为12V；当只闭合当开关S时，电流表示数为I₃，电压表V₁的示数为4V。I₁：I₃ = 5：1。求：

(1)画出各状态的等效电路图；
（2）只闭合当开关S时，电阻R₃在5min内消耗了多少电能。

用如图（1）所示的装置提升重物，水平横梁AB 固定在支架C顶端，OA： OB=4：1。横梁A端挂一底面积为S=0.1m²的配重M，横梁B端下挂着由质量相等的四个滑轮组成的滑轮组，用此滑轮组多次提升不同的物体，计算出滑轮组的机械效率，并记入下面的表格。

物重G/N	60	80	100	180
机械效率η	0.75	0.80	0.833	0. 90

 

现用滑轮组分别提升甲、乙两个物体：在水面以上提升密度为ρ_甲=0.75kg/dm³的甲物体时，绳自由端的拉力为F₁，F₁做的功为W₁，配重M对地面的压强变化量为ΔP₁；在水面以下提升密度为ρ_乙=5.6kg/dm³的乙物体时，绳自由端的拉力为F₂，F₂做的功为W₂，配重M对地面的压强变化量ΔP₂。
F₁、F₂所做的功随时间变化的关系如图（2）所示。已知：甲、乙两物体的体积关系为V_甲=4V_乙，提升甲、乙两物体时速度相同。（不计绳的质量、杠杆的质量、轮与轴的摩擦、水对物体的阻力。取g =10N/kg）求：
（1）配重M对地面的压强变化量的差ΔP₂－ΔP₁
（2）滑轮组提升浸没在水中的乙物体时的机械效率。（保留百分号前面一位小数）

如图所示，用带有水桶的滑轮组把水从蓄水池中提到h=7m高的阳台，空水桶B的质量为2kg，POQ为固定支架，轻质杠杆MN可绕固定支点O转动，OM:ON=5:1，A为正方体配重，底面积为10^-2m²，用绳索与杠杆N端相连，并保持杠杆水平。小明用力F₁可匀速提升一满桶水，用力F₂可匀速提升半桶水，且F₁-F₂=150N，F₁:F₂=32:17，（不计定滑轮的质量、绳子的质量及轮与轴的摩擦，g=10N/kg）求：

（1）水桶的容积；
（2）提升半桶水时滑轮组的机械效率；
（3）若提升满桶水从水面到阳台用时70s，则小明做功的功率为多少？
（4）提升满桶水与半桶水时，配重A对水平地面的压强差为多少？

如图所示，电源电压不变，灯L的电阻不随温度变化，断开开关S，先将滑动变阻器R₂的滑片P移至b端，电流表的示数为I₁，电压表的示数为U₁，R₂消耗的电功率为2W；再将滑片移至滑动变阻器的a端，电压表的示数为U₂；闭合开关S，电流表的示数为I₃，此时灯泡正常发光，已知I₁：I₃=2：5，U₁：U₂=2：3。

求：（1）灯L的电阻R_L与R₁的比值。
（2）灯L的额定功率。

如图甲所示，正方体A边长0.2m，作为配重使用，杠杆OE：OF=2：3，某同学用这个装置和一个密闭容器D提取水中的圆柱体B， 圆柱体B的体积是密闭容器D的；旁边浮体C的体积是0.1m³，该同学站在浮体C上，总体积的浸入水中；该同学用力拉动滑轮组绕绳自由端，手拉绳的功率P和密闭容器D匀速被提升的距离关系如图24乙所示；密闭容器D上升速度0.05m/s保持不变，密闭容器D被提出水后，圆柱体B从密闭容器D中取出放在浮体C的上面，同时手松开绳子时，浮体C露出水面的体积减少总体积的；在提升全过程中，配重A始终没有离开地面。两个定滑轮总重10 N.（绳的重力，滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计。g＝10N/kg），求：
（1）圆柱体B的重力；
（2）密闭容器D离开水面时，滑轮组提升重物B的机械效率；（百分号前面保留整数）；
（3）圆柱体B的密度；
（4）在提升全过程中配重A对地面的压强的最大变化量。

如图所示的电路中，当开关S₁、S₄闭合，S₂、S₃断开时，滑动变阻器滑片P滑到B端时，电灯消耗的电功率为其额定功率的，电压表示数为U₁，R₂的功率为4.8W；保持开关状态不变，将滑片P滑到中点，同时适当调节电源电压旋钮，使电灯消耗的功率是其额定功率的1.2倍（电灯没有损坏），电压表示数为U₂；保持滑动变阻器滑片P不动，适当调节电源电压旋钮，当S₁、S₂、S₃闭合，S₄断开时，电流表示数为0.6A。已知滑动变阻器的最大阻值R₁=20Ω，R_L：R₂＝1：3，U₁：U₂＝5：6。 设灯丝电阻不变，求：

（1）电阻R₂的阻值；
（2）当S₁、S₂、S₃闭合、S₄断开时，电流通过滑动变阻器比电流通过电阻R₂做功快多少。

小明用一个标有“220V  1100W”的电炉烧水。
（1）该电炉的电阻是多大？
（2）若此时他家的电压只有200V，这时电炉的实际功率是多少？烧水用0.5h，消耗多少电能？
（3）若他家电能表上标有“3000R/kW·h”字样，且表盘在10s时间内刚好转10圈，请计算说明小明家是否有别的用电器正在工作？

为参加全国青少年创新大赛，小强运用电学知识设计了一个电子身高测量仪，如图所示，其中，电源电压恒为6V，定值电阻R₀=5Ω； R是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒，总长为30cm，总电阻为15Ω，其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比；金属棒cd和MP（右端P是滑片）与电路接触良好，电阻不计。

（1）  定值电阻R₀在电路中的作用是_____________。
（2）  当滑片P分别在a，b两点时，电流表和电压表的示数分别为多少？
（3）  小强和小明分别用该测量仪测量时，电流表的示数分别为0.5A和0.6A，已知小强的身高为170cm，则小明的身高为多少？

如图所示，电源电压不变，L的电阻为R，滑动变阻器的滑片在中点和上端时，电压表的示数之比为3:4，求R与R_ab之比。

为锻炼身体,小华利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,图甲是原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R₁间的摩擦不计)。定值电阻R₀ = 5Ω，a、b是一根长为5cm的均匀电阻丝，阻值R₁ = 25Ω，电源电压U=3V，电流表的量程为O～0.6A。则：
⑴当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，求此时闭合开关后电流表的示数；
⑵已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示。闭合开关后，若电流表指针指在0.2A处，求作用在拉环上水平向右的拉力大小。

如图所示，质量为8t（含动滑轮等附属设备的质量）的一台起重机正将一箱箱设备吊装到施工台上，其中起重臂下的钢绳是绕在一个动滑轮上的．已知每箱设备重4000N，施工台距离地面的高度为3m，当起重机沿竖直方向匀速提升一箱设备时，动滑轮上每段钢绳的拉力是2500N．（忽略钢绳的重力和摩擦）

（1）求动滑轮的机械效率；
（2）起重机工作时汽车轮胎离开地面，若支架与地面接触的总面积为1.2m²，求此时起重机对地面的压强；
（3）如图所示起重臂OA长12m，与水平方向夹角为30°（如图所示），伸缩支撑臂为圆弧状，伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，作用点为B且OB=4m，求支撑臂给起重臂的支持力（忽略起重臂自重，直角三角形OAC中当=30°时，≈0.87）；
（4）为了节省时间，加快施工进度，起重机同时将两箱设备以0.2m/s的速度．匀速提升到施工台．求这种情况下，动滑轮上钢绳自由端拉力的功率．

如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图。该装置主要由不计重力的滑轮C、D，长方体物块A、B以及轻质杠杆MN组成。物块A通过细绳与滑轮C相连，物块B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且MO:ON=1:2。已知物块A的密度为1.5×10³kg/m³，底面积为0.04m²，高1 m，物块B的重力为100N。滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计，求：

（1）当物块A的顶部刚没入水面时，底部受到水的压强大小；
（2）当物块A的顶部刚没入水面时，物块A所受的拉力大小；

图24

（3）若水位发生变化，当电子秤的示数为40 N时，求物块A浸入水中的深度。

定值电阻R₁、R₂和滑动变阻器R₃接入如图电路中，电源电压不变。当开关S₁闭合，S₂断开，R₃滑片P位于b端时，电压表V₁和V₂的示数之比U₁：U₂=1:2，电流表的示数I₁=1A；当开关S₁和S₂都断开，R₃滑片P位于a端时，电压表V₁和V₂的示数之比U₁^/:U₂^/=4:3；已知R₁=4Ω，求：（1）滑动变阻器的最大阻值；（2）电源电压；（3）请你通过控制开关S₁、S₂的断开和移动滑动变阻器的滑片P的位置，使电路中的电流最小，并求出此时电流表A和电压表V₁的示数。

汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利，促进了社会经济的发展。某型号四轮汽车质量为1.6×10³Kg，每个轮子与地面的接触面积为0.02m²，当它以15m/s的速度在平直路面上匀速行驶时，受到的阻力为600N，每行驶100Km消耗汽油量为8L。完全燃烧1L汽油释放的能量为3.6×10⁷J(取g=10N/Kg)。求：
(1)汽车静止时对路面的压强。
(2)汽车以15m/s的速度匀速行驶时，牵引力的功率。
(3) 汽车以15m/s的速度匀速行驶时，汽车的效率。

如图所示电路，当滑动变阻器滑片P滑至A点时，电流表的示数为0.5安培，当P滑至中点C时，电流表的示数为0.4安培，若此时电源消耗的总电功率为5瓦特。求：

（1）电源的电压是多少？
（2）电阻的阻值是多少？
（3）滑动变阻器的最大阻值是多少？