初中物理电功和电功率计算题

某洗衣机在洗涤时可以对机内水加热，它的部分参数如表所示，根据表中提供的信息回答下列问题：

额定电压220V	电源频率50Hz
加热功率2000W	额定洗涤容量5kg
甩干功率440W	空载质量72kg

（1）洗衣机内装有20kg的水，使水温由15℃升高到40℃，水吸收的热量是多少焦耳？[水的比热容c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）]

（2）洗衣机给水加热20min，机内水温达到（1）问中的情况，求洗衣机给水加热的效率是多少？

（3）洗衣机洗涤完毕甩干过程中，通过洗衣机的工作电流多大？

2015年4月16日，我国首创的 $30s$级闪充电车在宁波正式下线。这种电动汽车采用超级电容作为电能存储设备（电源），这种超级电容具有安全环保，反复充放电，使用寿命长等特点。充电桩给电动汽车充电和电容存储设备工作时的有关技术参数如表所示。则：

物理 量	充电时的输入电压	电容存储设备的额定输出电压	电容存储设备的额定输出功率	每次充满 时的能量	每次充满的时间	每次充满电正常行驶的距离
数据	$380V$	$700V$	$92\mathit{kw}$	$1.8\times {10}^{7}J$	$30s$	$5\mathit{km}$

（1）充电桩为电动汽车充电时的输出功率是多少？

（2）电容存储设备正常工作时的电流多大？

（3）如果电价按0.4元 $/(\mathit{kW}\cdot h)$计费，那么，电动汽车每行驶 $1\mathit{km}$需要花费多少钱？

有一个电热水壶，其铭牌数据如表所示。在1个标准大气压下，它在额定电压下加热 $7\mathit{min}$刚好把质量为 $1\mathit{kg}$、初温为 ${20}^{°}\text{C}$的水烧开。 $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$，电热丝的阻值保持不变 $]$求：

额定电压	$220V$
额定功率	$1000W$
频率	$50\mathit{Hz}$

（1）水吸收的热量是多少？

（2）电热水壶在 $7\mathit{min}$内所消耗的电能是多少？

（3）由于现在是用电高峰，电网中的实际电压为 $198V$，要把同样一壶水烧开，若电热水壶的热效率不变，则需要加热多少秒？（计算结果保留到整数）

如图是一个温度可调的育苗箱电路，电源电压为36V，且保持不变。发热电阻R₁的阻值为40Ω，R₂为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端时，R₁的功率最大；将滑片P移到b端时，电路中的电流是0.4A．试求：

（1）R₁的最大功率是多少？

（2）滑动变阻器R₂的最大阻值是多少？

（3）将滑片P移到某一位置，R₂两端电压为16V时，通电5min，电流对整个电路做的功是多少？

小亮家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三档并可手动调节，其额定电压为 $220V$，低温挡、中温挡的额定功率为 $22W$和 $44W$。利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图，如图乙所示，用两定值电阻 $R_1$和 $R_2$表示两电热丝，单刀双掷开关 $S_2$可接 $a$或 $b$。当它接入家庭电路中正常工作时：

（1）低温挡加热的电流多大？

（2）中温挡加热 $5h$，消耗多少度电？

（3）高温挡加热的额定功率是多少瓦？

电子秤因精准和便于携带已普遍取代杆秤。某科技兴趣小组根据理想电压表的内部电阻无穷大、并联在电路两端时通过它的电流几乎为零和表盘刻度均匀的特点，用电压为 $3V$的电源 $U$、阻值为 $10\Omega$的电阻 $R$、理想电压表及其它元件制作了如图所示的简易电子秤。其中轻质托盘和弹簧的质量不计，当托盘中所称质量变化时，与电阻 $R$相连的滑片 $P$平行地上下无摩擦滑动，电压表示数与被测物体的质量成正比。当电子秤处于待称状态时滑片 $P$停在最上端 $a$点，电压表示数为0，当被测物体最大称量 $m=30\mathit{kg}$时，滑片 $P$刚好处于最下端 $b$点。问：

（1）当电子秤处于待称状态时，电路中的电流强度为多少？此状态下通电 $1\mathit{min}$在电阻 $R$上产生的热量为多少？

（2）当电压表示数为 $U\text{'}=1.2V$时，被称量物体的质量 $m\text{'}$为多少？

欣欣家的电热水器用了很长时间，标牌上额定功率的数值已经模糊不清。下表是该热水器的部分技术参数，学习了电功率的知识后，欣欣进行了如下测量：断开家里的其它用电器，只将该电热水器接入电路并将水箱注满水，正常工作0.5小时后，水箱的水温从20℃上升到35℃，同时她观察到这段时间内电能表的示数由

变为．[c_水＝4.2×10³J/（kgŸ•℃）]

容积	50L
额定电压	220V
频率	50HZ

求：（1）这段时间内水吸收的热量是多少？

（2）电热水器的额定功率是多大？

（3）电热水器的效率是多少？

如图甲是自动冲泡咖啡机，图乙是其简化电路图，咖啡机的铭牌如下表。咖啡机可以通过自动控制开关S分别进行打磨和加热。请计算：

（1）咖啡机正常打磨时，通过电动机线圈的电流是多少安？

（2）电热丝R的阻值是多少欧？

（3）若忽略热量损失，咖啡机把1L水从20℃加热到100℃，正常工作需要加热多少秒？[c_水＝4.2×10³J/（kg•℃），ρ_水＝1.0×10³kg/m³，1L＝1dm³]

额定电压	220V
电动机额定功率	220W
电热丝额定功率	800W
水容量	1L

小杜家有一台浮管式水力发电机，它可以利用流水资源实现24小时全天候发电。图甲是发电机在流水中的工作示意图，在水深 $1m$、水面宽 $1m$、横截面为矩形的沟渠中发电机的输出功率和水流速度的关系如图乙所示。求：

（1）当水流速度为 $1.5m/s$时， $24h$可以发电多少千瓦时？

（2）发电机对家里“ $220V800W$”的电饭锅供电，实测家中电压约为额定电压的0.9倍，电饭锅煮饭时的实际功率约为多少瓦？

（3）水力发电利用了大量流水资源，当水流速度为 $1.5m/s$时， $1h$通过沟渠横截面的水是多少吨？

下表是某储水式电热水器的铭牌：

型号：DSZF﹣C40J20D	设计代号：C1
额定容量：40L	额定功率：2000W
额定电压：220V	额定频率：50Hz
额定压强：0.7MPa	防水等级：IPX4

已知水的比热容c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）），水的密度是ρ_水＝1.0×10³kg/m³

根据表中的数据，试求：

（1）电热水器正常工作的电流是多大？（结果保留两位小数）

（2）电热水器里的水刚好是额定容量时，把这些水从20℃加热到50℃，水吸收的热量是多大？

（3）电热水器正常工作时放出的热量80%被水吸收，那么加热这些水需要多长的时间？

某同学为自家小鱼缸设计了一款具有“加热”和“保温、循环”功能的装置，电路图如图所示，其中电源电压为36V，电动机标有“12V 6W”字样。使用时，先闭合S₁，当鱼缸中水温低于20℃时，S₂自动闭合，装置处于“加热”状态；水温达到25℃时，S₂自动断开，电动机正常工作使水流动，装置处于“保温、循环”状态。求：

（1）“保温、循环”时，电动机正常工作的电流、加热管R₀两端的电压及阻值；

（2）“加热”时，加热管R₀的电功率；

（3）“加热”时，此装置5000s可将5.4kg的水由20℃加热到25℃．此时R₀的加热效率是多少？[c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）]

如图所示，电源电压不变，灯L标有“6V 3W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），定值电阻R₀＝20Ω，当S、S₁都闭合滑片P在最右端时，灯L恰好正常发光，求：

（1）电源电压和灯L正常发光时的电阻。

（2）电流表的示数

（3）当S闭合S₁断开滑片P在最左端时，灯L的实际功率为0.75W，求滑动变阻器R₁的最大阻值

图甲是一款具有加热，保温功能的饮水机，其内部简化电路如图乙所示，其中R₁和R₂均为电热丝，电源电压220V，加热功率400W，保温功率100W，求：

（1）电热丝R₁、R₂的阻值。

（2）若加入冷水的温度为20℃，加热7min刚好将水烧开，饮水机加热内胆里水的质量是多少千克？[不计热量损失，气压为标准大气压，c_水＝4.2×10³J（kg•℃）]

如图所示电路中， $R_1$ 为定值电阻， $R$ 为滑动变阻器，灯泡 $L$ 标有" $4V2W$ "字样。滑动变阻器的滑片 $P$ 滑到某一位置，把滑动变阻器分为左右两部分，且右边阻比左边电阻小 $3\Omega$ 。只闭合开关 $S_1$ ，电压表 $V_1$ 的示数为 $U_1$ ；只闭合开关 $S_2$ ，电压表 $V_2$ 的示数为 $U_2$ ，两次灯泡均正常发光，且 $U_1:U_2=4:3$ ，求：

（1）灯泡正常发光时的电流；

（2）滑动变阻器的总电阻。

图示电源电压恒定不变，滑动变阻器 $R_1$的最大阻值为 $20\Omega$，定值电阻 $R_2=30\Omega$，灯泡 $L$标有“ $6V3.6W$”字样，且电阻不变。当滑动变阻器滑片滑到最左端，只闭合 $S_1$时，灯 $L$刚好正常发光。求：

（1）灯泡工作时的电阻；

（2）当 $S_1$断开、 $S_2$闭合时，将滑动变阻器的滑片滑到最右端， $R_2$在 $5\mathit{min}$内做的电功是多少？

（3）该电路工作时能消耗的最大功率是多少？