初中物理能量计算题

如下图甲所示为某型号光敏变阻器的结构图，AB为一条长10cm、阻值为50Ω且阻值均匀的薄膜电阻，EF为一条导电电极（相当于导线，不计其电阻），在AB、EF之间敷设一层光导电层（无激光照射时为绝缘体），当激光束照射到薄膜电阻和导电电极之间某点时，被照射处的光导电层导电，将该点处的薄膜电阻和导电电极接通。A、B、C为接线柱。由于温室效应导致全球气候变暖，两极冰雪加速融化。小明想利用该光敏变阻器设计一个监测冰山高度的装置。设计电路如图乙所示：在冰山顶上放置一激光源，由其射出的激光束水平照射到光敏变阻器上。已知电源电压为4.5V，电压表的量程为0～3V。


（1）闭合开关，当冰山高度下降时，电压表示数将如何变化？为了保护电压表，定值电阻R₀的阻值至少多大？
（2）若R₀=40Ω，当冰山下降2cm时，电压表示数为多少？
（3）若将电压表改成冰山下降高度显示仪，该高度显示装置有何不足之处？请说出1点。
（4）国际专门研究全球变暖现象的众多科学家的研究成果表明：如果人们不做任何决定性的改变，让环境照过去几十年的速度恶化下去的话，十年之后，再怎么努力也不能挽回。现在努力还有救。我们拯救地球，只剩下10年时间！而你，正是可以阻止这灾难发生的其中一人，因此，现在就请你从物理学的角度，提出两条保护地球环境的合理化建议。

如右图所示是一个电热水壶的铭牌，请你根据上面提供的信息，计算：

额定电压	220V
额定功率	1400W
容积	2L
超温保护器	熔断温度110℃

 
（1）这壶最多能装多少质量的水？
（2）这壶水从20℃到烧开，需要吸收多少热量？
[C_水=4.2×10³J/(kg·℃ )，气压为1标准大气压]
（3）假如电能全部转化为水的内能且全部被水吸收，则需要多长时间烧开这壶水？

一个质量为4×10³ kg、底面积为1m²的货物G静止于水平地面上，求：

(1)它对地面的压强是多少？(g取10N/kg)
(2)当用如图所示的起重机将该货物在40s内匀速提起10m时，起重机对重物做了多少功？功率是多少？

电吹风是现代家庭的常用电器。如图甲所示是电吹风的电路原理图，R是电热丝，M是带动风扇转动的电动机，某电吹风的主要技术参数如图乙所示：

(1)当只闭合S₁时，电吹风工作lmin消耗的电能是多少J?
(2)当同时闭合S₁、S₂时，电吹风工作时通过R的电流为多大?
(3)当电吹风吹热风时，1min内电流通过R产生的热量是多少J?

一个质量为4×10³ kg、底面积为1m²的货物G静止于水平地面上，求：
(1)它对地面的压强是多少？(g取10N/kg)
(2)当用如图所示的起重机将该货物在40s内匀速提起10m时，起重机对重物做了多少功？功率是多少？

小雨家的燃气热水器就要“退休”了。他正在考虑换一个什么热水器，空气能热水器主要是采用能量转移的方式加热的，即是把空气中的能量转移到水中加热的，可实现全天候热水供应，而太阳能热水器采用的是光热转换原理，即是把太阳光能直接转化为热能给水加热，但是在阴雨天气和夜晚无法工作，通常的厂家会在太阳能热水器中增加电辅助加热。

	额定电压（V）	额定功率（W）	每天加热时间 （h）	年阴雨天数（天）	使用寿命（年）	容量（L）	售价（元）	电费单价（元/kw·h）
太阳能 热水器	220	1500	5	120	15	200	3800	0.6
空气能 热水器	220	800	3	15	200	5800

 
（1）太阳能热水器在雨天启动电辅加热时，电加热管正常工作的电流是多少？
（2）空气能热水器一年需要交多少电费？
（3）小雨从经济方面做出了选择，你认为他选哪种热水器，请说明理由。
（4）小雨给热水器预留了一个一开五孔插座，如图，不需要加热时可以不必拔下插头而通过边上的开关切断电路，请将家庭电路、插座及其内部的结构正确连接好，要求开关控制整个插座。

现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是一个十分突出的问题．下表提供了一组人体电阻数据。

测量项目	完全干燥时	出汗或潮湿时
手与手之间电阻	200kΩ	5 kΩ
手与脚之间电阻	300 kΩ	8.8 kΩ
手与塑料鞋底之间电阻	8000 kΩ	10 kΩ

 
如图所示，用电器R接在电压为220V的电源上时，消耗电功率是1100W，电路中还有额定电流为10A的保险丝。则：

（1）保险丝是由______大，______低的铅锑合金组成。
（2）只有用电器R接入电路时，通过熔断丝的电流为多少？
（3）一个潮湿的人，赤脚站在地上，由于不小心，手接触火线，发生触电事故，则看，通过人体的电流是多少（上表电阻数据仅适用于此人）？
（4）保险丝能不能救人命？为什么？

如图为小艺同学通过实验获得的定值电阻A和小灯泡B的I—U图象，根据图象提供的信息，求：

（1）小艺认为小灯泡的电阻随着电压的增加而变大，你认为对吗？请说明理由。
（2）元件A的阻值为多大？
（3）若将它们并联，接在5V的电源上，电路中的总电流为多大？
（4）若将它们串联，接在某电源上，电路中的总电流是0.15A，电源电压是多大？

右图所示为某电热饮水机的电路原理图。饮水机有加热和保温两种工作状态。已知电源电压保持220 V不变，R₁和R₂均为发热电阻，电阻R₁的阻值为1210 Ω，电阻R₂的阻值为121 Ω。求：
⑴ 饮水机处于保温状态时电路中的电流是多少？
⑵ 饮水机处于加热状态时电路的总功率是多少？

CFXB型电饭锅有两档，其原理如图所示，“1”挡是高温档，“2”挡是闷饭、保温，若已知电阻R₀=44Ω，R=2156Ω，则：

（1）电饭锅保温时，电阻R₀两端的电压是多大？
（2）电饭锅高温档时的电功率是多大？

你了解水陆两用坦克吗？
水陆两用坦克的车体比普通坦克要大，呈船形，所以能在水中浮动．有的利用特制的履带划水前进；有的用螺旋桨推进；有的用推进器喷水前进，两用坦克在水上航速不超过15km/h，车辆的全部重力主要是依靠浮力来支持．当水上航速超过15km/h时，浮力会有所减小．

如图所示，水陆两用坦克总质量22t，水上最大速度14km/h，最大航程超过90km.陆地最大速度55km/h，最大行程超过385km，履带总着地的面积约4m²，可越过2.9m的壕沟，这种坦克配备的是450kW的柴油机．
请你根据短文中的信息，结合所学的知识回答下列问题：(g= 10N/kg)
⑴如图所示的水陆两用坦克，在水上航行时，所受的浮力约为  ___ N，排开水的体积约为________m³．
⑵如图所示的水陆两用坦克，在陆地行驶时，对地面的压强约为   ___ Pa．以最大速度行驶385km的时间为      h．
⑶水陆两用坦克在水中前进的三种方式中，涉及到“物体间力的作用是相互的”这一重要知识的是(      )

A．只有履带的划水前进	B．只有螺旋桨推进
C．只有推进器喷水前进	D．三种方式都涉及

如图所示的装置．杯子内盛有适量水，质量400g的正方体木块浮在水面上，有3/4的体积浸在水中，此时水的深度为0.1m.求：

（1）正方体木块受到水的浮力是多大？
（2）木块的密度为多大?

图甲和图乙是利用热敏电阻来测量温度的原理图．电源电压均为20V且保持不变，定值电阻R₀的阻值为30Ω．则：

(1)图甲中电流表的示数为0．3A时，热敏电阻两端的电压和消耗的功率分别是多少？
(2)图乙中电压表的量程为0—15V，热敏电阻R的阻值随温度的变化关系如图丙所示，试求此电路能测量的最高温度。 

如图甲所示，当开关S接a时，移动滑动变阻器的滑片P，根据测出的电流、电压值，画出了定值电阻R₀的U—I图像；当开关S接b时，同样根据测出的电流、电压值，画出了电灯L的U—I图像，如图乙所示。

（1）求定值电阻R₀的阻值；
（2）将R₀与灯L串联接在6V的电源两端时，求灯丝的实际电阻值；
（3）将R₀与灯L并联接入电路并调节电源电压，当 R₀消耗的电功率为4.9W时，灯L恰好正常发光，求通电100s电灯L的消耗的电能。

下表是某品牌电热水壶的主要技术参数：

额定电压	220V
额定功率	1210W
容   量	2 L

 
（1）电热水壶正常工作时，将热水壶中2L水从20℃加热到100℃，需用时12min，求此加热过程中：①水吸收的热量？②电热水壶的加热效率？
（2）该电热壶只有一个发热电阻R，请你利用一个定值电阻R₀、一个开关S对该电热壶进行改装，使它还具备保温功能，在虚线框内画出改装后的电路图。
（3）要使电热壶保温时发热电阻R的功率为额定功率的1/9，R₀的阻值应为多大？（忽略电阻受温度影响）