初中物理电功和电功率试题

图甲是海上打捞平台装置示意图，使用电动机和滑轮组将实心物体 $A$从海底竖直向上始终以 $0.05m/s$的速度匀速吊起，图乙是物体 $A$所受拉力 $F$随时间 $t$变化的图象（不计摩擦、水的阻力及绳重，忽略动滑轮受到的浮力， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$． $g=10N/\mathit{kg})$。请解答下列问题：

（1）物体 $A$的体积是多少？

（2）物体 $A$完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为 $80\%$，当物体 $A$完全离开水面后，滑轮组的机械效率是多少？

（3）当物体 $A$完全离开水面后，电动机两端电压为 $380V$，通过的电流为 $5A$，电动机线圈的电阻为多少？（不计电动机内部摩擦）

如图为某品牌电饭煲的工作电路示意图，开关 $S$可以同时与 $a$、 $b$相连，或只与 $c$相连（红灯，绿灯为指示打，不计电阻）。该电饭煲具有加热、保温功能，在加热档时总功率为 $1540W$，在保温挡时的总功率为 $55W$．请根据以上信息解答下列问题：

（1）将开关 $S$与 $a$、 $b$相连时，　　发光（选填“红灯”或“绿灯” $)$，此时电饭煲处于　　状态（选填“加热”或“保温” $)$

（2）电饭煲处于加热状态时， $R$的电功率为 $P_1$；处于保温状态时， $R$的电功率为 $P_2$， $P_1:P_2=400:1$．请计算电阻 $R_1$的阻值。

（3）如果在不改变原来保温挡和加热档电功率的基础上，要增加一个更大功率的挡位来迅速加热物体，请设计出1种方案，并用简要的文字说明（也可配合作图说明）

如图所示， $R_1$的阻值为 $5\Omega$，滑动变阻器 $R_2$的最大阻值为 $40\Omega$，电源电压保持 $4.5V$不变，电流表量程为“ $0-0.6A$”，电压表量程为“ $0-3V$”。为保证电路安全， $R_2$接入电路中的最小阻值为　　 $\Omega$， $R_1$消耗的最小功率为　　 $W$。

标有“ $220V$， $2000W$ “的“即热式”电热水龙头，其加热电阻丝的阻值是　　 $\Omega$；在额定电压下工作 $21s$，若不计热量损失，能够使　　 $\mathit{kg}$的水从 ${15}^{°}\text{C}$上升到 ${35}^{°}\text{C}$． $[$水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)]$

如图甲所示， $R_1$为定值电阻，滑动变阻器 $R_2$的滑片从 $a$端滑到 $b$端的过程中， $R_2$消耗的电功率 $P$与其两端电压 $U$的关系图象如图乙所示，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A． $R_1$的阻值为 $20\Omega$

B． $R_2$的最大阻值为 $50\Omega$

C．电源电压为 $6V$

D．该电路消耗的最大电功率为 $0.9W$

如图所示，电源电压保持 $6V$不变，电流表量程为 $0~0.6A$，电压表量程为 $0~3V$，定值电阻 $R_1$的规格为“ $10\Omega 0.5A$”，滑动变阻器 $R_2$的规格为“ $20\Omega 1A$”。闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是 $($　　 $)$

①电阻 $R_1$消耗电功率允许的变化范围为 $0.4W~0.9W$

②电流表示数允许的变化范围为 $0.2A~0.5A$

③滑动变阻器 $R_2$允许接入电路阻值的变化范围为 $10\Omega ~20\Omega$

④电路消耗总电功率允许的变化范围为 $1.8W~3W$

A．只有①和③B．只有①和④C．只有②和③D．只有②和④

“匚”式电压力锅简化电路如图甲， $R$为发热电阻， $R_0$为调控电阻，电源电压为 $220V$，开关1、2、 $3\dots$代表不同的功能开关，分别连在调控电阻的不同位置时，发热电阻相应有不同的发热功率。当开关1接通时，发热电阻的功率最大， $P_m=1100W$；开关3接通时，处于保温功能，发热电阻的功率 $P_1=44W$，可认为发热电阻产生的热量等于压力锅散失的热量。已知 $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{・}^{\circ }\text{C}}\right)$。请完成下列问题：

（1）计算调控电阻的最大阻值及发热电阻的阻值。

（2）假设加热过程中，电热锅热量散失不随温度变化，散失功率恒为 $44W$．用最大发热功率将 ${36}^{°}\text{C}$、 $2.2\mathit{kg}$的水加热到 ${100}^{°}\text{C}$所用的时间有多少秒。

（3）某普通电压力锅工作电路如图乙，该锅只有加热和保温两个功能，其加热功率 $P=1100W$．用该普通电压力锅做米饭，温度达到 ${100}^{°}\text{C}$后，需用加热功能继续加热5分钟，所煮米饭才能达到理想食用效果；而用图甲所示“匚”式电压力锅煮完全相同的米饭，当温度达到 ${100}^{°}\text{C}$后会自动调节为 $P_2=99W$的低功率继续加热5分钟，也能达到相同的食用效果。求这两种锅在这5分钟内，用“匚”式电压力锅比用普通电压力锅节省多少焦耳电能？

如图，已知 $R_1$的阻值为 $100\Omega$，电流表 $A_1$、 $A_2$示数分别为 $1.5A$、 $0.5A$，则 $R_2=$　　 $\Omega$，经过 $1\mathit{min}$电阻 $R_1$产生的热量为　　 $J$。

图甲所示电路中电源电压恒定。小灯泡的额定电压为 $4V$，它的 $I-U$图像如图乙所示，滑动变阻器的铭牌标有“ $20\Omega 1A$”。先将滑动变阻器的滑片 $P$移至 $B$端，闭合开关 $S$，电压表示数为 $4V$；再将滑片 $P$向左移动直到小灯泡正常发光。下列说法中正确的有 $($　　 $)$

A．小灯泡的亮度越大，电阻就越大

B．电源电压为 $5V$

C．小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为 $2.5\Omega$

D．小灯泡正常发光时，电路消耗的总功率为 $1.6W$

如图甲所示电路，电源电压恒为 $6V$，小灯泡 $L$的 $I-U$图像如图乙所示。电阻 $R_1$为 $30\Omega$，滑动变阻器 $R_2$的额定电流为 $1A$，电流表的量程为 $0-0.6A$，电压表的量程为 $0~3V$．请画出该题的各个等效电路图。

（1）当开关 $S_1$、 $S_2$、 $S_3$都闭合时， $L$正常发光，此时通过 $R_1$的电流是多少？

（2）只闭合开关 $S_3$，移动滑片 $P$，当 $R_2$接入电路中的阻值为其最大阻值的 $\frac{1}{4}$时，电流表的示数为 $0.2A$，滑动变阻器的最大阻值是多少？

（3）在保证各元件安全的条件下，电路消耗的最大功率和最小功率各是多少？

某电视机的额定功率是 $110W$，则它正常工作时，电流是　　； $1\mathit{kW}\cdot h$的电能可供它正常工作的时间是　　（至少保留一位小数）

利用如图所示装置研究电功，电动机工作时两端电压为 $6V$，通过的电流为 $1A$，在 $5s$内将质量为 $4\mathit{kg}$的重物匀速提升 $0.6m$。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．重物上升过程中动能转化为重力势能

B．重物增加的机械能是由电能转化来的

C．此过程中电动机消耗的电能为 $30J$

D．此过程中电动机对重物做的功等于电流做的功

如图所示电路，电源电压保持不变。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．同时闭合开关 $S_1$和 $S_3$，则电路会出现短路

B．同时闭合开关 $S_1$和 $S_2$，则 $R_2$被短接，只有 $R_1$接入电路

C．只闭合开关 $S_1$，则 $R_1$与 $R_2$串联；再将滑片 $P$向左移，电路的总功率变大

D．同时闭合开关 $S_2$和 $S_3$，则 $R_1$与 $R_2$并联；再将滑片 $P$向左移，电路的总电阻变小

小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆（如图所示），内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为 $220V$，额定功率 $605W$．问：

（1）小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入 $6\mathit{kg}$初温为 ${20}^{°}\text{C}$的水，加热系统的加热电阻正常工作 $15\mathit{min}$将水加热到 ${40}^{°}\text{C}$，此加热过程中水吸收的热量是多少？消耗的电能是多少？ $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

（2）当小明家的实际电压是 $200V$时，加热电阻工作的实际功率是多少？

（3）足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是 $12V$（按摩系统将交流电压转换为 $12V)$，工作电流为 $4A$，其电阻为 $0.5\Omega$，电动机工作中因发热损失的功率是多少？

在国家“光伏扶贫”项目中，小明家安装了太阳能发电系统，白天太阳能电池板发电，向电网提供电能，此过程中太阳能转化为　　能；中午时段，太阳能电池板的输出电压为 $500V$，输出电流为 $20A$， $3h$可以为电网提供电能　　 $\mathit{kW}·h$。