初中物理电功和电功率计算题

如图甲所示，电源电压为 $6V$恒定不变，滑动变阻器的最大阻值是 $20\Omega$．闭合开关，滑动变阻器消耗的电功率 $P$与滑动变阻器接入电路的阻值 $R$之间的关系如图乙所示。

（1）当滑动变阻器滑片从左端移至右端的过程中，电压表的示数　逐渐增大　（选填“逐渐增大”、“先增大后减小”或“逐渐减小” $)$；

（2）结合图乙数据计算定值电阻 $R_0$的阻值；

（3）当滑动变阻器两次消耗的电功率都为 $0.8W$时，对应滑动变阻器接入电路的阻值 $R_1$和 $R_2$分别是多少？

陈晶同学买了一根2000Ω粗细均匀的电阻丝给奶奶做了一个电褥子，奶奶用后说不太热，陈晶想了一下，截掉原长的1／4，奶奶使用后满意了。改造后电褥子的功率是多少？每分钟可以产生多少热？

如图甲所示，是测量高于警戒水位的装置原理图。在横截面积为 $S=5\times {10}^{-3}{m}^2$的长方体绝缘容器的内部边缘左右两正对面，竖直插有两块薄金属板（电阻不计）并与外部电路连接，容器底部有一个小孔与湖水相通，容器的底部与警戒水位相平。电源电压 $U=8V$，小灯泡 $L$标有“ $4V2W$”的字样（假设小灯泡的电阻不变），湖水的密度为 $\rho =1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$．两金属板间的湖水电阻 $R$与容器内水柱的高度 $h$的倒数的变化关系如图乙所示。则：

（1）湖水水位比警戒水位高出多少时，小灯泡正常发光？

（2）当进入容器内的水达到 $m=5\mathit{kg}$时，容器内的湖水消耗的电功率是多大？

近期湖北省有关单位实施的家电下乡活动中，有种电器是电热饮水机，它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下数据及图所示的电路原理图。

（1）请分析说明温控开关S₀断开时，饮水机处于加热还是保温状态。
（2）求电阻R₁的阻值。
（3）晚上，由于是用电高峰期，该电热饮水机的实际工作电压只有200V，若它的电阻不变，加热效率为80%，求将满热水箱的水从20℃加热到80℃需要多长时间？（C_水=4.2×10³J/(kg·℃，ρ_水=1.0×10³kg/m³，保留一位小数) 

寒冷的冬天，小航给住在农村的奶奶买了一个如图所示的“暖手宝”，铭牌如表所示，请回答下列问题：

产品名称	暖手宝
额定功率	440 W
额定电压	220 V
通电储热	5～8分钟
电源线长	约80 cm
暖手宝直径	约200 mm

（1）该“暖手宝”正常工作时通过的电流和电阻各是多少?
（2）该“暖手宝”正常工作3分钟产生的热量是多少?
（3）小航奶奶家离变电站较远（变电站输出的电压为220V），输电导线的总电阻为11Ω，当小航在奶奶家断开其他用电器只使用该“暖手宝”时，“暖手宝”消耗的实际功率是多少?（保留一位小数，不考虑温度对电阻的影响）

如图甲是中国自主研制的首列永磁动力单轨列车，其亮点是列车可以小角度转弯，安装有高压细水雾灭火系统和制动发电装置。

（1）当列车转弯时，水平轮胎发生形变，起到导向和稳定作用。如图乙是轮胎与接触面的平面图，请在图乙中画出轮胎对接触面压力的示意图。

（2）当高压细水雾系统中水枪工作时，水对喷孔的压强p＝10MPa，水雾喷出的速度v≥10m/s，若喷孔的总面积S＝5×10^﹣5m²，则水枪的功率至少为多少瓦？（不计大气压强）

（3）列车制动减速的过程中，机械能转化为电能和内能。当列车在平直轨道上制动减速时，电能W₁与内能W₂之比为9：16，如图丙是机械能的变化量△W与速度变化量△v的关系图象。若列车从72km/h开始减速，转化的电能可供总功率为1000W的照明灯正当发光1h，则列车的速度将会减小到多少千米/时？

在如图电路中，电源电压不变， $R_2$为滑动变阻器，只闭合开关 $S$，且变阻器的滑片在 $b$端时，额定功率为 $4W$的灯泡 $L$正常发光，电流表的示数为 $0.5A$：再闭合开关 $S_1$，电流表的示数变化了 $0.4A$．只闭合 $S$，变阻器滑片在 $b$端和 $a$端时，灯 $L$消耗的功率之比为 $4:1$，（灯泡的电阻不随温度变化），求：

（1）电源电压；

（2）电阻 $R_1$的阻值；

（3）电路消耗的最大电功率；

（4）滑动变阻器 $R_2$的最大阻值。

LED灯（发光二极管）与普通照明灯相比具有低能耗、高亮度的优点。鸡西市在春节期间实施节日亮化工程，大部分采用了LED“绿色光源”。

（1）如图是某种额定电压为3V的LED灯的U—I图像，它正常工作多长时间消耗的电能为12焦耳？
（2）若LED照明光源1h 内可节约电能0.21×1012J,这些电能可让1×106kg的水温度升高多少摄氏度？（不计热量损失）

小明同学家里的电热饮水机有加热和保温两种功能，可由机内温控开关S0进行自动控制。小明从说明书上收集到如下表中的部分数据和如图所示的电路原理图。

请解答如下问题：（计算结果若不能整除，保留一位小数）
（1）这个电热饮水机正常工作时，在加热状态下的总电流大约是多大？
（2）若电阻R2的阻值为1 210Ω，则电阻R1的阻值为多少？
（3）在傍晚用电高峰期，供电电压可能会下降。当实际电压只有198V时，这个电热饮水机加热的实际功率是多大？

如图，电源电压恒定，R1=30Ω，R2=60Ω，当开关S3闭合，S1、S2都断开时，电流表的示数为0.1A。

(1)求电源电压；
(2)当开关S3断开，S1、S2都闭合时，求电流表的示数、电路消耗的总功率和通电一分钟电流对R1所做的功。

用发光二极管制成的LED灯具有发光效率高、使用寿命长等优点，在生产与生活中得到广泛应用，图甲中手电筒的发光元件就是LED灯，图乙是一个定值电阻R和手电筒中一个LED灯的电流与其两端电压关系的图像。

（1）观察图像可知，通过R的电流与R两端的电压成_______，R的阻值为_______Ω。
（2）当把LED灯与R串联按图丙接入电路时，R的电功率为0.08W。求此时R中的电流和电路的总功率。

(6分)一列质量为1×10³t的火车，以180km/h的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车受到的阻力是9×10³N。
(1)火车的牵引力多大?
(2)火车行驶1 min时间内，重力做了多少功?机车牵引力做了多少功?牵引力的功率多大?

(7分)如图所示，电源电压为12V，且保持不变，己知滑动变阻器R₃的最大阻值为20Ω，定值电阻R₁ = 10Ω，R₂= 15Ω，电流表的量程为0.6A。
(l)S，S₁闭合，S₂断开时，要使电流表的示数最小，则滑动变阻器的滑片P应滑到何处?此时电压表的示数为多少? 10min内电流通过R₁产生的热量是多少?
(2)S、S₂闭合，S₁断开时，求电路允许消耗的最大功率。

(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。

如图甲所示，电源电压一定，已知小灯泡L上标有“6V，3W”字样，且灯丝电阻不随温度变化，R₀＝20Ω，滑动变阻器R的最大阻值为100Ω．求：

（1）小灯泡的电阻；

（2）只闭合S、S₁，移动滑动变阻器滑片P，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示；当滑片置于某点a时，电压表示数U_a＝8V．电源电压是多少？

（3）已知电压表量程为0～15V，电流表量程为0～0.6A．在保证电路安全的情况下，只闭合S、S₂时，电路消耗总功率的变化范围是多少？