初中物理电功和电功率计算题

(6分)电动自行车骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力．张老师骑着电动自行车，沿着学校的水平道路匀速行驶，在30min内，电动车行驶了9km，此时车上电动机的工作电压为32V，工作电流为4 A。
（1）若该车和人共重1000N，行驶时轮胎与地面的接触面积共为2.5×10^-3m²。 那么车对地面的压强多大？
（2）若车在行驶过程中所受阻力为20N，则这段路程内该车克服阻力所做的功为多少?
（3）该电动车的输出功率是多少?

目前研制的超导限流器，在电流小于某值时，其电阻为零；电流大于某值时，其电阻为一定值R₀．将超导限流器接入电路中，当电流突然变大到大于某一值时，超导限流器瞬间具有一定阻值，保护整个电路．如图甲，是某种超导限流器的电阻随电流变化的关系，如图乙，将该超导限流器和用电器M串联后接在电压为5×10⁴V的高压电源上．求：

（1）当电路中的电流为30A时，用电器M消耗的电功率是多大？(3分)
（2）当用电器M短路后，该超导限流器能够保护这个电路，R₀不能大于某一值，这个值是多大？

如图所示是某太阳能电动汽车的电路简化图，由太阳能电池给电动机提供动力，通过一个调速电阻改变电动机转速。已知：太阳能电池电压600V保持不变，调速电阻的最大阻值10Ω，闭合开关，求：

（1）当滑片P在最左端时，电动机的功率是18kW，此时电流表的示数为多大？
（2）当滑片P在最右端时，电压表示数为500V，通过调速电阻的电流为多大？
（3）当滑片P在最右端时，电动机的能量利用效率是多少？
［提示：不考虑电动机的内部电阻，电动机的能量利用效率等于电动机消耗的电能（或功率）占整个电路消耗的电能（或功率）的百分比。］

小刚同学家有一台电热水器，铭牌如下表所示。

小天鹅“蓝金刚”XCD－50B型全自动电热水器
额定功率（kW）	2	加热方式	电加热器
额定电压（V）	220	类别	防触电保护一类
温度设定范围（℃）	20～90	净重（kg）	20
容量（L）	50	整机外形尺寸（mm）	530×400
出厂时间	2013年10月1日

根据铭牌所提供的信息，求：
（1）该电热水器电热丝正常工作时的电阻是多大？
（2）电热水器正常工作持续45min产生的热量是多少焦？
（3）若夏天用电高峰时家庭电路的实际电压只有198V，不考虑电热丝电阻随温度的变化，则电热水器在用电高峰时的实际功率为多少？

(8分)一天，小明注意到家中的灯泡比平常亮，猜测可能是电压超过了220 V，为了证实他的猜测，他做了如下实验：关闭家中其他用电器，只开一盏“220 V  100 W”的电灯，观察到家中标有“3000 R/kW·h”字样的电能表在20 min内转盘转了121转．
（1）这盏灯的电阻多大？（不计温度对灯丝电阻的影响）
（2）在20 min时间内这盏灯消耗的电能是多少？
（3）小明家此时的实际电压是多少？
（4）为使这盏灯能正常发光，应串联一个多大的电阻？

有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图（甲）所示。把它们串联在电路中，如图（乙）所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.2A.

(1)求电源电压和元件A的电阻   （2）元件B通电10分钟所耗的电能和电功率。

如图所示，电源电压为12V，且保持不变，定值电阻R₁为24Ω，小灯泡上标有“6V  3W”字样．灯丝电阻不随温度改变．

（1）求灯泡的额定电流．
（2）求当S、S₁、S₂都闭合时，R₁的电功率．
（3）当只闭合S，断开S₁，S₂，滑动变阻器滑片P移至中点时，小灯泡恰好正常发光，求滑动变阻器的最大阻值．

电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S₀自动控制），从说明书上收集到如表数据及如图所示的电路原理图：

热水箱容量	2L
额定电压	220V
加热时的功率	400W
保温时的功率	40W

（1）分析说明温控开关S₀断开时，饮水机处于哪种工作状态？
（2）求电阻R₂的阻值．
（3）求电热饮水机在加热状态下的工作电流．

如图电路，已知R₁=10Ω，R₂=20Ω．闭合开关S，电压表的示数为4V．求：

（1）通过R₂的电流；
（2）电阻R₁消耗的电功率；
（3）1min内通过R₂的电流产生的热量．

某宾馆对物品进行消毒时使用高温高压蒸汽消毒锅 （如图13甲）。 图乙为自动测定锅内温度的电路原理图。其中 R₀为定值电阻，阻值为5Ω， A为温度指示表（实质是一只量程为0～0.6A的电流表） ，R_X（测温探头）为热敏电阻（其电阻值随锅内温度的变化而变化）。关于热敏电阻的阻值与温度的对应关系如下表所示

锅内的温度值/^oC	25	37.5	50	62.5	75	87.5	100	112.5	125
Rx对应的电阻值/Ω	150	80	50	30	20	15	10	7

（1） 若锅内温度为75 ^oC 时电流表的示数为0.24A。求电源的电压U。
（2）若锅内温度为125 ^oC 时电流表的示数为0.6A。求此时热敏电阻R_x的阻值及其功率。

我们在进行电学实验时，需要注意灯泡的安全使用和电路安全．现有两只白炽灯L₁“12V 12W”和L2“18V 9W”．（不考虑温度对灯丝电阻的影响）
（1）若把灯泡L₁和L₂并联起来接到某一电源上，为了使灯泡安全工作，电源最大电压为多少伏？此时通电5min，流过灯泡L₂的电流做了多少功？
（2）若把灯泡L₂与一个滑动变阻器串联制作成一个调光台灯，现有一个24V的电源和三个不同型号的滑动变阻器，分别为“10Ω 1A”、“20Ω 0.5A”、“50Ω 0.2A”，要让电路安全工作，请你通过计算说明应该选用哪一个滑动变阻器．

如图，电源电压恒定不变，R₁=30Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，灯泡额定电压为3V（忽略灯泡电阻的变化），电压表量程为0～3V．当S、S₁、S₂都闭合，滑动变阻器滑片移到最右端时，电流表示数为0.5A；当闭合S，断开S₁、S₂，滑片p位于中点时，小灯泡恰好正常发光．求：

（1）电源电压；
（2）小灯泡的额定功率；
（3）S闭合，S₁、S₂都断开时，电路消耗总功率的最大值．

如图所示，电路中电源电压和灯泡L的电阻保持不变，已知定值电阻R₁=18Ω．求：

（1）若只闭合开关S₂时，电流表的示数为0.5A，电压表的示数为3V，则R₁两端的电压是多少？电源电压是多少？
（2）若开关S₁，S₂，S₃都闭合时，电流表的示数为3A，此时灯泡L正常发光，则小灯泡的额定功率和小灯炮的电阻各是多少？
（3）若只闭合开关S₃时，通电500s，则小灯泡消耗的电能是多少？

我国目前研发了一种太阳能汽车，深受人们青睐，该汽车的质量为1200kg，车轮与水平地面的接触总面积为300cm²，在一次实验中，该汽车在水平公路上以20m/s的速度匀速行驶了30min，行驶时汽车受到的阻力为汽车所受重力的0.1倍（车内人员质量不计，g取10N/kg）．求：
（1）汽车对水平地面的压强是多少？
（2）实验中汽车牵引力所做的功是多少？
（3）实验中汽车牵引力做功的功率是多少？
（4）请说出太阳能汽车的主要优点（只要求说出2点）．

洋洋在学习电学后找来一些实验仪器连接了如图所示的电路，其中电阻R的阻值为10Ω，灯泡L的额定电压为6V，电源U的电压可调．将电源电压调节到某一值时，闭合开关S_l和S₂，电流表的示数为0.6A，接着断开开关S₂，电流表的示数变为0.2A．（灯泡的电阻恒定不变）

（1）此时电源的电压是多少？
（2）此灯泡的电阻是多少？
（3）保持开关S_l闭合、S₂断开，调节电源的电压，使灯泡正常发光，电路中消耗的电功率是多少？