初中物理电功和电功率计算题

图甲是小明家使用的电饭煲，图乙是其电路原理图， $R_1$、 $R_2$为阻值不变的电热丝， $S_1$为温度自动控制开关，可实现“加热”和“保温”状态的转换。该电饭煲的最大容量是 $4L$，额定加热功率是 $800W$，额定保温功率是 $100W$． $({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right))$求：

（1）电热丝 $R_1$的阻值是多少？

（2）该电饭煲将 $2\mathit{kg}$水从 ${20}^{°}\text{C}$加热到 ${100}^{°}\text{C}$时，水吸收的热量是多少？

（3）关闭家中其他用电器，只让该电饭煲在加热状态下工作 $4\mathit{min}$，观察到标有“ $1200r/(\mathit{kW}·h)$”字样的电能表转盘转了60转，则电饭煲的实际功率是多少？

小李家新买的电热水瓶，有保温和加热两种功能，其简化电路图如图所示， $R_1$、 $R_2$为电热丝，通过开关的调节实现保温和加热两种功能的切换。加热功率为 $1100W$，保温功率是 $200W$．求： $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)\right]$

（1） $R_2$的阻值是多少？

（2）该电热水瓶给水加热时，瓶中 $1\mathit{kg}$的水从 ${23}^{°}\text{C}$升高到 ${100}^{°}\text{C}$，需要吸收多少热量？

（3）不计热量损失，该电热水瓶在上述加热过程中，需要工作多长时间？

如图所示的电路中， $a$和 $b$是两个接线柱，电源电压恒为 $6V$．若只闭合 $S_1$，电流表的示数为 $0.6A$：若 $\mathit{ab}$间接入小灯泡 $L$，且只闭合 $S_1$、 $S_3$，此时小灯泡 $L$恰好正常发光，电流表示数为 $1A$；若 $\mathit{ab}$间接入定值电阻 $R_2$，且只闭合 $S_2$，电流表示数为 $0.2A$．求：

（1）小灯泡 $L$的额定功率是多少？

（2）只闭合 $S_2$时， $\mathit{ab}$间接入的定值电阻 $R_2$通电 $1\mathit{min}$所消耗的电能是多少？

如图所示， $R_1$阻值是 $20\Omega$．当滑片 $P$移到 $a$端，开关都闭合时，电流表示数是 $0.9A$，灯 $L$正常发光。再断开开关 $S_1$，电流表示数变化了 $0.4A$．接着调节滑片 $P$到 $b$端，灯 $L$的功率与额定功率之比是 $1:4$．求：（电源电压与灯丝电阻均保持不变）

（1）电源电压。

（2）灯 $L$的额定功率。

（3）滑动变阻器的最大阻值。

图甲是两档空气炸锅，图乙是其内部简化电路， $R_1$、 $R_2$均为发热体，将开关 $S$分别置于1、2两位置时，空气炸锅处于不同的挡位。已知两档空气炸锅的高温挡功率为 $900W$， $R_2$阻值为 $96.8\Omega$．求：

（1）发热体 $R_1$的阻值是多少？

（2）空气炸锅一次性可装入200克牛柳，若将这些牛柳从 ${40}^{°}\text{C}$加热到 ${190}^{°}\text{C}$，牛柳需要吸收多少热量？【 c 牛柳 = 3 × 10 3 J / kg ⋅ ∘ C 】

（3）不计热量损失，用高温挡将 $200g$牛柳从 ${40}^{°}\text{C}$加热到 ${190}^{°}\text{C}$，需要多长时间？

为培养同学们的探究能力，某校组织科技社团的同学们对小灯泡的亮暗进行研究。现取“ $6V6W$”和“ $6V3W$”的小灯泡 $L_1$和 $L_2$各一个，标有“ $50\Omega 1A$”字样的滑动变阻器一个，量程为 $0~0.6A$的电流表和量程为 $0~3V$的电压表各一个，根据测得的数据绘制出了两灯中电流与其两端电压变化关系的图象，如图甲所示。求：

（1）小灯泡 $L_2$的额定电流。

（2）将两灯并联接在电压为 $6V$的电源两端， $10\mathit{min}$内电路消耗的电能。

（3）将小灯泡 $L_2$与滑动变阻器 $R$串联接在电压为 $12V$的电源两端，如图乙所示。闭合开关 $S$，调节滑动变阻器，为了保证电路元件安全，求滑动变阻器允许接入电路的最小阻值。

图甲是一款电煮壶，为了保留药膳的营养，可以把被加热的药膳放到炖盅里加热。图乙是其简化电路图， $R_1$、 $R_2$均为发热电阻，且 $R_1=R_2$．电煮壶有加热和保温两个档。加热档的功率为 $1000W$．

求：（1）电煮壶保温挡的功率

（2）炖盅内 $0.5\mathit{kg}$的药膳温度升高了 ${80}^{°}\text{C}$，药膳吸收的热量。 $\left[c_{\mathit{药膳}}=4\times {10}^{3}J/\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)]$

（3）若不计热量损失，壶中的水和药膳总共吸收 $6\times {10}^{5}J$的热量，用加热档加热需要的时间。

小亮家里的一款迷你电饭锅，电路图如图所示，额定电压为 $220V$，电饭锅有加热和保温两档，“加热”时额定功率为 $550W$，发热电阻 $R_1$和 $R_2$阻值不随温度变化，电阻 $R_1$在“保温”状态和“加热”状态时功率之比为 $1:400$．求：

（1）正常“加热”状态，通过电饭锅的电流是多少？

（2）正常“加热”状态，通电 $10\mathit{min}$产生的热量是多少？

（3） $R_2$的阻值是多少？

如图甲所示是一款加热杯，可以通过控制开关实现高、中、低三档加热，其简化电路图如图乙所示。 $R_1$、 $R_2$、 $R_3$均为电热丝，已知 $R_1=176\Omega$加热杯的部分参数如表。求： $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)$， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3]$

（1） $R_2$的阻值是多少？

（2）加热杯的低温挡功率是多少？

（3）若不计热量损失，加热杯使用高温挡加热，使 $1L$水从 ${12}^{°}\text{C}$升高到 ${100}^{°}\text{C}$，需要多长时间？

额定电压	$220V$
高温挡功率	$1100W$
中温挡功率	$440W$
低温挡功率
容量	$1L$

热敏电阻是一种新型的半导体材料，被广泛应用于电热设备中，该材料温度越高，电阻越大。小明买了一个应用了该材料的养生壶，已知该材料电阻 $R_T$不小于 $24\Omega$，温度为 ${50}^{°}\text{C}$时， $R_T=40.5\Omega$，壶内另一定值电且 $R_0=20\Omega$．养生壶加热过程中的平均功率等于 ${50}^{°}\text{C}$时电路的总功率。

（1）小明试着设计了养生壶的两种电路图，如图甲、乙所示，已知小明家的电路允许通过的最大电流为 $10A$，请你帮他选择出正确的电路图，是甲乙中的哪个？（不用书写验证过程）

（2）该养生壶烧水时的平均功率为多大？

（3）若该养生壶烧水时消耗电能的 $84\%$转化为水的内能， $5\mathit{min}$能将多少千克的水从 ${20}^{°}\text{C}$加热至 ${100}^{°}\text{C}$？ $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$

如图所示，小灯泡标有“ $6V3W$”字样（电阻不受温度影响）， $R_1$为定值电阻， $R_2$为滑动变阻器，其最大阻值为 $40\Omega$。

（1）当开关 $S$、 $S_1$、 $S_2$都闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为 $0.6A$，电路工作 $50s$，求 $R_1$的阻值和电流通过 $R_1$产生的热量。

（2）当电路中有元件工作时，求电路消耗的最小功率。

如图所示是调温型电熨斗的简化电路图，它的工作电压为 $220V$． $R_1$和 $R_2$均为电熨斗底板中的加热元件， $R_2$的阻值为 $61.6\Omega$，只闭合 $S_1$时为低温挡，电功率为 $440W$．同时闭合 $S_1$和 $S_2$时为高温挡，试求：

（1）低温挡工作时，电路中的电流是多少？

（2）电阻 $R_1$的阻值是多少？

（3）高温挡的电功率是多少？

有轨电车是大连城市发展历史的一个标志，它利用电动机提供动力，是一种清洁环保的交通工具，如图所示，有轨电车电动机的耗电功率为 $6\times {10}^{4}W$．电能转化为机械能的效率为 $75\%$，一辆有轨电车以 $18\mathit{km}/h$的速度在平直轨道上匀速行驶了 $100s$，试求：

（1）有轨电车在平直轨道上匀速行驶的路程是多少？

（2）这段路程中电动机消耗的电能是多少？

（3）有轨电车在平直轨道上匀速行驶时受到的阻力是多少？

图甲是具有高温、低温两档的电热饭盒，高温挡电功率为 $242W$，简化电路如图乙所示， $R_1$、 $R_2$均是发热电阻，且 $R_2$的阻值是 $R_1$的4倍。求

（1） $R_1$和 $R_2$的阻值是多少？

（2）高温挡加热 $5\mathit{min}$，不计热量损失，可以将 $1\mathit{kg}$饭菜升高的温度是多少？ $[$饭菜的比热容取 $3\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)]$

（3）如果实际电压是 $200V$，低温挡工作时的实际功率是多少？

某电热水壶铭牌的部分参数如表，忽略温度对电阻的影响。电热水壶在额定电压下工作 $300s$能将 $1L$的水从 ${20}^{°}\text{C}$加热到 ${85}^{°}\text{C}$．求： $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3]$

（1）水吸收的热量是多少

（2）电热水壶的效率是多少？

（3）在用电高峰时，实际加热时间为 $363s$，若与该电热水壶在额定电压下工作 $300s$消耗相同的电能，实际电压多大？

额定电压	$220V$
额定功率	$1000W$
最大容量	$1.2L$