初中物理电功和电功率计算题

如图所示电路中，电源两端电压保持不变，设灯丝电阻不随温度变化。R₁为定值电阻，R₂为滑动变阻器。当开关S₁断开，S₂闭合，滑动变阻器的滑片P在A端时，标有“5V  2.5W”字样的灯泡L正常发光，定值电阻R₁消耗的电功率为P₁；当开关S₁断开，S₂闭合，调节滑动变阻器的滑片P至某一位置时，电压表V₁的示数为U₁，电压表V₂的示数为U₂；保持滑动变阻器的滑片P的位置不变，闭合开关S₁、S₂后，滑动变阻器消耗的电功率为P₂。已知U₁∶U₂＝2∶5，P₁∶P₂＝5∶8。

求：（1）灯泡L的阻值R_L；
（2）电源电压U

图甲是某款电热水龙头。即开即热、冷热兼用。图乙是它的原理电路。R₁、R₂为电热丝，通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换。有关参数如下表。不考虑温度对电阻丝的影响，请回答下列问题：


（1）开关置于2时，水龙头放出的水是            （选填“冷”、“温”或“热”）水。此时电路中的电流时多大？
（2）水龙头放热水时，正常工作60s，消耗的电能是多少？
（3）R₂的电阻多大？

物理科代表和班长就放学后是否关教室里的饮水机的问题发生争执，班长认为不应关机，因为第二天重新开机给冷水加热既费时又会消耗更多的电能；物理科代表认为应该关机，理由是饮水机在放学后从17：00到第二天08：00共15h期间会间歇性加热，白白消耗电能，反复加热的水也不利于身体健康．
次日早晨，他俩先观察到如图所示的饮水机有加热和保温两个档位，铭牌数据如下表．然后启动饮水机，将热水箱中的30℃的冷水加热到90℃，用时10min．他俩继续观察，发现保温28min后加热器会重新加热，2min后又回到保温状态．（饮水机始终在额定电压下工作）

水桶容量	20L
热水箱水量	1kg
额定电压	220V
加热功率	500W
保温功率	50W

（1）热水箱中30℃的冷水加热到90℃所吸收的热量是多少？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）将热水箱中30℃的冷水加热到90℃消耗的电能是多少？
（3）通过计算比较谁的做法更节能．（假设放学时饮水机刚好处于保温状态，工作过程中间歇加热的规律不变）

如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，阻值分别为R₁、R₂的定值电阻其阻值不随温度变化，滑动变阻器的最大阻值为R₃。当闭合开关S、S₁，断开开关S₂，滑动变阻器的滑片P滑至中点时，电压表的示数为U₁，滑动变阻器的电功率P₁=2.4W，电流表的示数为I₁；当闭合开关S和S₂，断开开关S₁，滑动变阻器的滑片P滑至端点A时，电压表的示数为U₂，电路的总电功率P₂=2.88W，电流表的示数为I₂；当所有开关都闭合，滑动变阻器的滑片P滑到端点B时，电路的总电功率为 P₃。已知：，求：

（1）R₂与R₃的阻值之比；
（2）U₁与U₂之比；
（3）总电功率P₃。

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．

如图甲所示是某型号的浴室防雾镜，其背面粘贴有等大的电热膜．使用时，镜面受热，水蒸气无法凝结其上，便于成像，下表是该防雾镜的相关数据：

（1）求防雾镜正常工作时的电流．
（2）经测试，在﹣10℃环境下．正常工作400s使平面镜的平均温度升高了40℃，求电热膜绐平面镜的加热效率．[玻璃的比热容为0.75×10³J/（kg•℃）]
（3）如图乙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器R，能使电热极的功率在原功率的25%～100%之间变化，以满足不同季节使用的需要．请求出R的最大阻值．

如图甲是某学校使用的电开水器，乙图是简化电路（R₁、R₂都是加热电阻）．当加入冷水后，开关接1位置，电开水器处于加热状态，将水烧开后，开关自动跳转到2位置，电开水器处于保湿状态，电开水器额定电压为220V，容量为50L，加热功率为5.5kW．[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]，求：

（1）R₁的电阻；
（2）将水箱装满20℃的水加热到沸腾（标准大气压下 ），水吸收的热量；
（3）加满水烧开后，电开水器处于保温状态时，若无人接水，水每分钟放出的热量为6×10⁴J，为保持水温不变，计算电阻R₂的阻值．

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？

在一次课外活动中，小华同学对家里的电磁炉进行了相关的观察和研究，并记录了电磁炉及她家电能表的有关数据，如下表所示。（水的比热容为c= 4.2×10³J/(kg·℃)。请你根据小华同学在活动中获得的有关资料，求解在这段时间内：
（1）水所吸收的热量；
（2）电磁炉的实际功率；
（3）电磁炉烧水的效率。

观察对象	有关记录	研究活动
电磁炉 铭牌	U额＝220V P额＝1kW	①用电磁炉加热一壶水（水的质量m＝2kg，初温t0＝30℃） ②关闭家里其它用电器。只将该电磁炉接入电路烧水，观察到电能表表盘在5min内转了150r,最后测得水的温度 t＝50℃
电能表 铭牌	220V  10(40)A 50Hz  2000r/kW·h

 

家庭电路的电压是220V，某空调器处于制冷状态时的功率P₁是2.0Kw,送风状态时的功率P₂是0.2kW，它们是交替运行的．现测得此空调器在某时段内的电功率随时间变化的关系如图所示．

（1）空调器在前5min内处于什么状态，此时通过它的电流是多少安？
（2）在15min内，空调器消耗的电能是多少焦耳.
（3）若15min内空调器消耗电能的50%用于给电热水器加热10kg的初温20℃的温水，则可以使水温最高达到多少摄氏度？[已知水的比热容：4.2×10³J／(kg·℃)]

如图所示电路中，电源电压保持6V不变。

（1）当闭合开关S，断开开关S₁时，电流表的示数为0.2A，求电阻R₂的阻值。
（2）当同时闭合开关S和S₁时，电流表的示数为0.6A，求电阻R₁消耗的电功率和通电10min电路消耗的总电能是多少。

如图所示的电路中，电源两端电压不变，灯丝的电阻不变。当开关闭合，断开，滑动变阻器的滑片P移到B端时，的电功率为，电流表示数为。当开关断开，闭合时，的电功率为，电流表示数为，此时灯L正常发光。已知。当开关、都断开，滑动变阻器的滑片P在C点时，变阻器接入电路的电阻为，电压表的示数为，电压表的示数为。已知2，的电功率为9W，电路消耗的总功率为。此电路通过断开、闭合开关以及移动滑动变阻器的滑片P，形成的不同电路所消耗的最大电功率与最小电功率之比为3：1。求：（1）电流表的比值；（2）灯丝的电阻与滑动变阻器最大阻值之比；（3）总功率为；（4）灯L的额定功率。
（要求画出相关电路状态的等效电路图）

如图所示电路，电源电压保持不变，灯L的电阻不随温度变化。当开关S₁断开、S₂闭合时，电压表V₁的示数为U₁，电流表的示数为I₁；当两个开关都断开时，电压表V₂的示数为U₂，电阻R₁的功率P₁＝2W；当只闭合S₁时，灯泡L正常发光，电流表的示数为I₃。已知U₁∶U₂＝5∶4，I₁∶I₃＝2∶3。

求：⑴阻值R₁与R₂之比；
⑵灯L的额定功率P_L

如图所示的电路图中，电源两端电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为R₃。若只闭合开关S₁，将滑动变阻器的滑片P置于A端时，电压表V₁的示数为U₁，电压表V₂的示数为U₂；若此时将滑动变阻器的滑片P移至B端，电压表V₁的示数变为U₁′，电压表V₂的示数变为U₂′，电流表A₁的示数为0.4A。已知U₁∶U₁′＝1∶2，U₂∶U₂′＝3∶1，R₂＝3W。求：

⑴电阻R₁的阻值；
⑵电源两端电压U；
⑶当开关都闭合，滑动变阻器的滑片P置于B端时，电流表A₂的示数。

如图1所示，某同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，误将电压表并联在滑动变阻器两端，他从滑片置于最右端时开始记录第一组数据，调节滑测得多组数据，描绘出的U﹣I图象如图2所示，已知小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5V，可求得小灯泡正常发光时的阻值为     Ω，额定功率为  W，变阻器最大阻值为  Ω，为使实验中小灯泡两端电压不超过3V，则滑动变阻器接入电路的最小阻值为  Ω（保留一位小数）．