初中物理能量计算题

在图中所示的电路中，电源两端电压不变。闭合开关S，滑动变阻器滑片移至点M时，变阻器接入电路的电阻为R_M，电阻R₂消耗的电功率为P₂，电压表V₁、V₂的示数分别为U₁和U₂；滑动变阻器滑片移至点N时，变阻器接入电路的电阻为R_N，电阻R₂消耗的电功率为P₂¢，电压表V₁的示数为U₁¢。已知：U₁∶U₂＝2∶5， U₁∶U₁¢＝1∶2，P₂＝8W，P₂¢＝2W。求：

（1）滑动变阻器接入电路的电阻R_M与R_N之比；
（2）滑片左右移动的过程中，电路消耗的最大电功率P_max。

如图所示，电源两端电压不变。当闭合开关S、S₁，滑动变阻器接入电路的阻值为R_M时，电压表V₁的示数为U₁，电阻R₁的电功率P₁=10W，电流表的示数为I₁；当只闭合开关S，滑动变阻器接入电路的阻值为R_N时，电压表V₂的示数为U₂，电阻R₁与滑动变阻器的总功率P₂=5W，电流表的示数为I₂；当只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P移到B端时，电阻R₂的功率为P₃，电流表的示数为I₃。
已知：，。

求：（1）电流I₁与I₂之比；（2）电阻R_M与R_N之比；（3）电功率P₃（请画出相关电路状态的等效电路图）

纳米技术不仅应用于高科技，在生产、生活中也得到了广泛的应用，如纳米洗衣机、纳米电冰箱、纳米服装等．某中学纳米课题小组的同学对其应用进行了调查，下面是他们了解到的某一厂家生产的新产品一纳米电热水器的部分技术参数表：

（1）开关S接哪一挡（“l”、“2”、或“3"）时为低温挡，并说明理由．
（2）根据表中所给的数据计算出电阻R₂的电阻值．
（3）从表中任选两个型号的电热水器，分别在高温挡通电1 min（不计热损耗）．求两水箱中水的温度升高量之比．[c=4.2x10³J/(kg℃）)

如图所示的电路中，灯泡L上标有“12V  9W”字样，滑动变阻器的最大阻值为R₁，电源电压保持不变。当开关S₁、S₂、S₃都闭合时，灯泡L正常发光，两电流表指针位置相同；当开关S₁、S₂断开，S₃闭合时，改变滑片P的位置，使滑动变阻器连入电路的阻值分别为R₁和R₁/4，在这两种情况下，滑动变阻器消耗的功率相等。（灯泡电阻不随温度的变化而改变）求：

（1）电源电压；
（2）R₂的阻值；
（3）电路在何种状态下消耗的功率最小，最小功率是多少？

如图所示，轻质杠杆AD用两根软绳悬挂于天花板上，两绳分别系在杠杆上的B、C两点。已知杠杆的长度为0.8m，BC间的距离为0.2m，CD间的距离为0.2m。用细绳将滑轮组固定在杠杆的A端，物体E（其质量可变）挂在动滑轮的挂钩上，每个滑轮重均为60N。物体H通过细绳挂在杠杆的D端，其质量始终保持不变。为使杠杆AD保持水平平衡，滑轮组所能提升重物E的最大质量m₁与最小质量m₂之比为4:1。杠杆、细绳的质量及一切摩擦均可忽略不计，取g= 10N/kg。求：

（1）滑轮组对杠杆A端的最大拉力F_A1与最小拉力F_A2之比；
（2）重物E的最大质量m₁；
（3）滑轮组的最小机械效率。（百分号前保留整数）

如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图，它由4个定滑轮和2个动滑轮组成，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，摇动旋轮的摇柄可以使晾衣架升降，假设在升降过程中衣架横梁始终保持水平。第一次晾晒衣物时，将重150N的衣物（含横梁及晾衣架）以0.12m/s的速度匀速提起1.2m，在此过程中旋轮牵引绳子的拉力F₁所做的功是200J。第二次晾晒衣物时，旋轮牵引绳子的拉力大小为40N，使衣物匀速上升1m，在提升衣物（含横梁及晾衣架）过程中滑轮组的机械效率比第一次降低了1%。旋轮的摩擦及细绳的质量均忽略不计，动滑轮的总重为2 N，取g= 10N/kg。求：

（1）拉力F₁做功的功率；
（2）第一次利用该晾衣架提升衣物过程中，滑轮组的机械效率；
（3）第二次利用该晾衣架提升衣物过程中，需克服摩擦力做多少功。

家庭用的电热饮水机，有加热和保温两种工作状态。加热前温控开关S₁处于闭合状态，闭合开关S后饮水机开始加热，当水箱内水温达到98℃时温控开关S₁自动断开，饮水机处于保温状态；当水温将至t时，S₁又闭合重新加热。饮水机的铭牌数据与电路原理图如下：

求：
（1）正常加热时通过饮水机的电流；
（2）正常加热时电阻R₂的阻值；
（3）若饮水机重新加热一次的时间为5min，加热一次消耗的电能。

某电热水壶的铭牌如图所示，用这个电热水壶将0．5㎏、温度为23℃的水烧开，所需时间是3 min。已知C水＝4.2×10³J/㎏·℃，假设烧水的环境在1标准大气压下，电热水壶正常工作。求：

（1）电热水壶正常工作时的电阻；
（2）水被烧开所吸收的热量；
（3）电热水壶的热效率。

如图所示电路电源两端电压保持不变。闭合开关S₁和S₂时，电流表的示数为I₁，电压表V₁的示数为U₁，电压表V₂的示数为U₂；闭合开关S₁，断开开关S₂时，电流表的示数为I₂，电压表V₁的示数为U ₁，电压表V₂的示数为U₂，R₃两端电压为5V。已知： U₁∶U₂＝2∶3 ，U₂∶U₂＝2∶1。
求：（1）R₁∶R₂，（2）I₁∶I₂，（3）电源电压。

某物理兴趣小组的同学，用煤炉给lOkg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2×10³J／（kg·℃），煤的热值约为3×10⁷J／kg。求：

（1）煤完全燃烧产生的热量：
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）煤炉烧水时的热效率。

小明同学家住楼上，最近正在装修房子，需要搬运装修材料，但有些材料由于楼道
过窄不方便搬运，于是小明建议采用如下图所示的滑轮组，这样站在地上就可以把
材料运上楼。若某次搬运的材料重765N，被提升的高度为l0m，所用时间为30。，
人所用的拉力为450N，求：

（1）请你帮助小明画出滑轮组的绕线示意图。
（2）提升材料时，手拉绳端的平均速度是多少?
（3）在提升材料时，拉力的功率是多少?
（4）该滑轮组的机械效率是多少?
（5）不计摩擦和绳重，若增加材料的重力，该滑轮组的机械效率将如
何变化?（只需写出结论即可）

某种电热水壶有加热和保温两种工作状态，从它的说明书上收集到如下数据及如图15所示的简化电路原理图。（保温功率为饮水机处于保温状态时的饮水机的总功率）
求解下列问题：
（1）当开关S与接线柱1相连时，①饮水机处于__________（填“加热”或“保温”）状态；②电路中的电流。
（2）电阻R的阻值。
（3）电热水壶加满水后，在额定电压下将水从20℃加热到80℃，需要加热多长时间？（假设电流产生的热量全部被水吸收）[1L=1×10^－3m3，c_水=4.2×10³J/（kg·℃）]

容量	L
额定电压	220V
加热功率	1000W
保温功率	44W

如图所示，电源两端电压不变。当只闭合开关S₃时，电流表的示数为I₁，电压表的示数为U₁，电阻R₁的电功率P₁为1.5W；当开关S₁、S₂、S₃都闭合时，电流表的示数为I₂，电压表的示数为U；当只闭合开关S₂时，电流表的示数I₃为0.8A，电阻R₃的电功率为P₃，已知：U₁：U=3：4，R₂：R₃=2：3。

求：（1）电流I₁与I₂之比；
（2）电阻R₃的电功率P₃；
（3）电源电压。

建造设计师设计出了一种能漂浮在水中的城市,漂浮城市装有动力装置,可以移动,该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的,强风能从中通过,可以确保当飓风来临时,把飓风对建筑的破坏降至最低.该漂浮城市高达360m,占地270万平方米,可容纳多达4万居民.酒店、商店只要是普通城市有的，这里都一应俱全。漂浮城市的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为8.0×10⁸W，请回答下列问题：

（1）假如某班级有40位中学生从岸上进入漂浮城市参观，则漂浮城市受到的浮力约增加（     ）

A．2.0×10^2N，

B． 2.0×10^3N

C． 2.0×10^4N

D．2.0×10^5N

（2）若三角形建筑空洞的面积为2.0×10⁴ m²，某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入，1S
流入空洞的空气质量是1.92×10⁶kg,该地的空气密度是 1.2kg/m³，则飓风的风速是      。
（3）若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量，漂浮城市在平静的水面上沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变。某一时刻开始，漂浮城市受到的水平
方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图甲所示，漂浮城市运动速度v与时间t的
关系如图乙所示。则在50s—100s，漂浮城市做       运动。漂浮城市运动到
时受到的阻力为         N。
（4）从50s到100s内牵引力做的功为多少？（写出计算过程）
（5）漂浮城市在匀速运动过程中，太阳能转化为机械能的效率为多少？（写出计算过程）

如图所示电路，电源两端的电压保持不变。R₁是定值电阻，其阻值是6Ω，R₂是滑动变阻器，小灯泡L的铭牌上标有“6V  3W”。当闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯泡恰好正常发光，此时定值电阻的功率是P₁＝1.5W；调节滑片P的位置使其位于b点时，灯泡的实际功率是P_L^/，定值电阻的功率是P₁^/，滑动变阻器的功率是P_b；再调节滑片P的位置使其位于c点时，灯泡的实际功率是P_L^//，定值电阻的功率是P₁^//，滑动变阻器的功率是P_c。
已知 P₁^/∶P₁^//∶P₁＝16∶4∶25，P_L^/∶P_L^// =8∶1，P_b∶P_c＝13∶17。

求：⑴电源两端的电压，滑动变阻器分别在a端、b点、c点时电路中的电流I_a、I_b、I_c；
⑵滑动变阻器滑片P在b点和c点时，接入电路的电阻阻值R_b、R_c；
⑶灯泡的实际功率P_L^/和P_L^//各是多少。