初中物理电功和电功率计算题

(12分)淋浴用水的流量约为10升/分，合适的水温约为50℃，用水时间约为4分钟。电热淋浴器有两种设计，一种是淋浴时电流直接对于流动的水加热，另一种则备有水箱，待箱中的水加热至合适的温度后再淋浴。加热前的水温以20℃计。
①请根据上面提供的数据论证，第一种设计不适合大多数家庭的供电电路。
②如果水箱中的水恰好够一个人淋浴用，供电电路允许的电流最大为10A，电加热的效率为80％，这种条件下把水箱中的水加热最少需多长时间？

(10分)山区某工地方程式时，照明电路需用导线从离工地250m处的电源引来，工地上要用一只“220V　100W”和一只“220V　200W”的灯泡来照明，所用导线的电阻为0.018Ω/m，如果电源两端的电压为220V，且保持不变，试求照明时导线上所消耗的功率和每只灯泡实际所消耗的功率。（计算时不考虑灯丝电阻的变化，数值只取整数，小数可四舍五入）

(10分)由电源引到某工地的一只“220V、100W”的灯泡亮度较暗，测得该灯泡的实际功率只有81瓦，而电源的电压确为220伏。输电导线上消耗的功率约有多大？你在计算中用到了什么近似？

例：如图所示，电源电压恒定，R₁和R₂阻值不随温度变化，当S₁闭合后，S₂、S₃断开时，电流表示数为3A；当闭合S₁、S₂，断开S₃时，电流表的示数为5A。当闭合S₃断开S₁、S₂时，电路的总电阻与R₁的比值是多少？电路消耗的总功率与R₁上消耗的功率之比是多少？

如图所示电路，设电源电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为16度变化。当开关K在接点1位置时，滑动变阻器滑片P位于中点，　
　　　
求：（1）电源电压。
　　（2）开关K在接点2时，滑动变阻器连入电路的电阻。
　　（3）题中所述前后两种情况下，滑动变阻器所消耗的电功率之比。

(6分)、如图所示电路．电源电压不变，L1标有“4V  2W”，l2标有“8V 4W”。当开关S接a时．L1恰好正常发光，当开关S接b时．L 2两端电压为6.4V。(忽略温度变化对电阻的影响)
求：(1)开关S接b时L2实际功率；
(2)开关S接a时电阻R在30s内所产生的热量。

图为一种摩托车转向灯的电路原理图。其中“RJ开关”为由继电器控制的开关，可以使电路间歇地通断，D为指示灯。当S拨至1位置时，RD₁、RD₂前后两个右转向灯发光，向外界发出右转信号，同时D灯闪亮，向驾驶员显示转向灯正常工作。左转时道理与右转一样。若四只转向灯都用“6V、10W”的灯泡，D用“6V、1.5W”的灯泡，电源两端电压为6V。试通过计算说明，为什么把S拨至1、2的任何位置时D灯都会发光，而左、右转向灯不同时发光？

微波炉是一种清洁卫生无污染，效率较高的家用电器。某微波炉的铭牌如下表所示。将体积为275ml、初温是20℃的水放入该微波炉中用最大功率加热1min，取出后测得水温是40℃。若水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃)。求：
（1）微波炉加热时，电路中的电流是多少？
（2）加热过程中消耗的电能是多少？
（3）加热过程中，水吸收的热量是多少？

在图所示电路中，电源电压为8V，且保持不变，滑动变阻器R₁的阻值范围是0~20Ω，R₂=40Ω，灯泡L标有“6V  3W”字样。

闭合开关S、S₁和S₂，整个电路消耗的最小电功率为多少？
断开开关S、S₁和S₂，在CD间加接一个量程为0~3V的电压表，再
闭合S。且灯泡的功率不得超过额定功率。求滑动变阻器的滑片P只能在阻值多大的范围内滑动？

现有电阻R、开关S，标有“12V 2W”字样的灯泡L和滑动变阻器按图所示连接在电压为16伏特且稳定不变的电源上.　

(1)闭合开关S，当滑片P移到M端时，灯泡很亮（但灯丝没有烧断）求灯泡的实际功率；
(2)断开开关S，把滑片P移到N端时，电灯L正常发光，求滑动变阻器的最大阻值？

如图8所示的电路是家用电饭锅工作原理图．当开关S闭合时为加热状态，当开关S断开时为保温状态，已知加热时的电功率为800W，保温时的电功率为100W，设R₁、R₂的阻值不随温度发生变化．求：（只选作其中的4个问题进行解答）

（1）加热时电路电流是多大？
（2）电阻R₂有多大？
（3）当电饭锅处于加热状态时，电路中的电流I是多大？
（4）当S断开时电路中的电流I′是多大？
（5）当S断开时R₂两端的电压U₂有多大？
（6）当S断开时R₂的电功率是多大？
（7）如果做—次米饭(加热状态)需要30min，则电饭锅消耗多少电能?

如图14所示，R₁=20Ω，R₂=40Ω，电源电压保持不变。
（1）当开关S₁、S₂都闭合时，电流表A₁的示数是0.6A，小灯泡恰好正常发光，求电源电压和小灯泡的额定电压；
（2）当开关S₁、S₂都断开时，电流表A₂的示数是0.2A，求小灯泡的实际功率；
（3）小灯泡的额定功率是多少？

（1）如图所示，当R1和R2两个电阻并联时，请推导电路消耗的总电功率为：

（2）当电压U=6V，R1=2，R2=3时，则电路消耗的总电功率是多少？

物理实验室有一个微型电动机，铭牌上标有“12 V  3W”字样，电动机线圈电阻为1.92Ω。兴趣小组的同学想让这个电动机正常工作，但手边只有一个电压恒为18V的电源，于是他们找来一个阻值合适的电阻R与之串联接入电路如图，使小电动机恰好正常工作。求：（1）所串联的电阻R的阻值
（2）小电动机正常工作时，电阻R消耗的电功率
（3）电动机工作时，主要把电能转化为机械能，还一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。已知电流通过导体时产生的热量Q=I²Rt，求小电动机正常工作时的效率

亳州南部新区建设正如火如荼地进行。在工地上，“塔吊”是常见的一种起重设备，如图所示是“塔吊”的示意图，假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V，额定功率38kW，线圈电阻0.4欧，在一次吊起重物时，电动机正常工作20s，把重物吊起20m，求：（1）该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能（2）电动机工作过程中，线圈产生的热量（3）在该起重设备中，如果被吊起重物的质量为2.72t，则这次吊起重物的机械效率是多少？