初中物理电功与电能的计算试题

一天晚上，某集体宿舍楼突然断电，走廊的应急灯立即亮起。经检查发现楼内空气开关跳闸。 $8\mathit{min}$之后故障排除，闭合空气开关恢复供电，应急灯熄灭。应急灯的发光元件由多个发光二极管组成，每盏应急灯的实际功率为 $2W$．下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．空气开关跳闸一定是用电器总功率过大造成的

B．发光二极管发光部分是由超导体材料制成的

C．本次断电每盏应急灯消耗的电能是 $16J$

D．应急灯亮起时将电能主要转化为光能

如图所示， $R_1=6\Omega$，灯 $L$标有“ $12V6W$”字样， $R_2$标有“ $20\Omega 3A$”字样，电流表量程为“ $0~3A$”。开关都闭合时，灯 $L$正常发光。电源电压与灯丝电阻均保持不变，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．电源电压是 $12V$

B．断开开关 $S_1$、 $S_2$，闭合开关 $S_3$，当电流表示数为 $1.5A$时， $R_2$在 $1\mathit{min}$内消耗的电能是 $270J$

C．开关都闭合，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值是 $6\Omega$

D．电路消耗功率的最小值是 $4.8W$

图甲是两档空气炸锅，图乙是其内部简化电路， $R_1$、 $R_2$均为发热体，将开关 $S$分别置于1、2两位置时，空气炸锅处于不同的挡位。已知两档空气炸锅的高温挡功率为 $900W$， $R_2$阻值为 $96.8\Omega$．求：

（1）发热体 $R_1$的阻值是多少？

（2）空气炸锅一次性可装入200克牛柳，若将这些牛柳从 ${40}^{°}\text{C}$加热到 ${190}^{°}\text{C}$，牛柳需要吸收多少热量？【 c 牛柳 = 3 × 10 3 J / kg ⋅ ∘ C 】

（3）不计热量损失，用高温挡将 $200g$牛柳从 ${40}^{°}\text{C}$加热到 ${190}^{°}\text{C}$，需要多长时间？

如图所示的电路电源电压为 $6V$，电阻 $R$的阻值是 $10\Omega$．闭合开关 $S$，当电动机被卡住时，电流表的示数为 $0.5A$；当电动机正常转动时，电流表的示数为 $0.2A$．正常工作 $10s$，电动机消耗的电能是　    　 $J$，线圈产生的热量是　      　 $J$。

如图所示是一款磁吸式充电宝包括一个主充电宝和四个子充电宝。每个子充电宝的容量是 $600\mathit{mA}·h$，对外提供的电压为 $5V$，一个子充电宝能提供的电能是　　 $J$．充电宝上的发光二极管是由　     　材料制成的，可以显示电量的多少。手机屏幕多彩的颜色是由红、蓝、　      　三种色光混合而成的。

有轨电车是大连城市发展历史的一个标志，它利用电动机提供动力，是一种清洁环保的交通工具，如图所示，有轨电车电动机的耗电功率为 $6\times {10}^{4}W$．电能转化为机械能的效率为 $75\%$，一辆有轨电车以 $18\mathit{km}/h$的速度在平直轨道上匀速行驶了 $100s$，试求：

（1）有轨电车在平直轨道上匀速行驶的路程是多少？

（2）这段路程中电动机消耗的电能是多少？

（3）有轨电车在平直轨道上匀速行驶时受到的阻力是多少？

图甲是具有高温、低温两档的电热饭盒，高温挡电功率为 $242W$，简化电路如图乙所示， $R_1$、 $R_2$均是发热电阻，且 $R_2$的阻值是 $R_1$的4倍。求

（1） $R_1$和 $R_2$的阻值是多少？

（2）高温挡加热 $5\mathit{min}$，不计热量损失，可以将 $1\mathit{kg}$饭菜升高的温度是多少？ $[$饭菜的比热容取 $3\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)]$

（3）如果实际电压是 $200V$，低温挡工作时的实际功率是多少？

某电热水壶铭牌的部分参数如表，忽略温度对电阻的影响。电热水壶在额定电压下工作 $300s$能将 $1L$的水从 ${20}^{°}\text{C}$加热到 ${85}^{°}\text{C}$．求： $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3]$

（1）水吸收的热量是多少

（2）电热水壶的效率是多少？

（3）在用电高峰时，实际加热时间为 $363s$，若与该电热水壶在额定电压下工作 $300s$消耗相同的电能，实际电压多大？

额定电压	$220V$
额定功率	$1000W$
最大容量	$1.2L$

如图甲所示电路，电源电压不变，小灯泡 $L$ 上标有" $3.6V0.3A$ "字样，其 $I-U$ 图象如图乙所示。当闭合 $S_1$ 、断开 $S_2$ ，滑片移到某点 $a$ 时， $R_0$ 两端电压为 $10V$ ，电流表示数为 $I_a$ ，变阻器消耗的功率为 $P_a$ ；当闭合 $S_2$ 、断开 $S_1$ ，滑片移到某点 $b$ 时，小灯泡正常发光，电流表示数为 $I_b$ ．变阻器消耗的功率为 $P_b$ ．已知 $P_a:P_b=25:27$ ， $I_a:I_b=5:3$ ．求：

（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？

（2）当闭合 $S_2$ 、断开 $S_1$ ，移动滑片使电流表示数为 $0.1A$ ，通电 $1\mathit{min}$ 电流通过小灯泡所做的功是多少？

（3）电源电压是多少？

如图甲所示电路，电源电压不变，小灯泡 $L$上标有“ $3.6V0.3A$”字样，其 $I-U$图象如图乙所示。当闭合 $S_1$、断开 $S_2$，滑片移到某点 $a$时， $R_0$两端电压为 $10V$，电流表示数为 $I_a$，变阻器消耗的功率为 $P_a$；当闭合 $S_2$、断开 $S_1$，滑片移到某点 $b$时，小灯泡正常发光，电流表示数为 $I_b$．变阻器消耗的功率为 $P_b$．已知 $P_a:P_b=25:27$， $I_a:I_b=5:3$．求：

（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？

（2）当闭合 $S_2$、断开 $S_1$，移动滑片使电流表示数为 $0.1A$，通电 $1\mathit{min}$电流通过小灯泡所做的功是多少？

（3）电源电压是多少？

民航局规定：严禁乘客携带超过 $160W·h$（瓦 $·$时）的锂电池上飞机。某品牌笔记本电脑的电池铭牌标有“ $10.8V10A·h$”字样，充满电后，存储的电能为　　 $\mathit{kW}·h$，该笔记本电脑　　（选填“能”或“不能” $)$带上飞机。

如图所示，小灯泡 $L$ 的额定电压为 $3.8V$ ，定值电阻 $R$ 阻值为 $20\Omega$ ，闭合开关，流过 $R$ 的电流为 $0.1A$ ，流过 $L$ 的电流为 $0.2A$ ．求：

（1）此时 $L$ 的电阻；

（2） $L$ 的实际功率；

（3）通电 $20s$ ， $L$ 、 $R$ 共消耗的电能。

某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为 $220V$ ．图甲是其电路原理图。 $S_0$ 为温控开关， $R_1$ ， $R_2$ 为电热丝（阻值不变），某饮水机在额定电压下工作的电功率 $P$ 与时间 $t$ 的关系图象如图乙所示求：

（1）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能；

（2）饮水机处于保温挡时，通过 $R_1$ 的电流；

（3） $R_2$ 的阻值。

如图甲是一种电热加湿器，其原理如图乙所示，闭合开关，当电热丝R将加热仓中的水加热到沸腾后变成水蒸气喷出，增加空气的湿度。当加热仓中的水对底部的压强减少到一定程度时，注水阀门便会自动打开从储水箱中注水。加湿器的工作电压为220V，最大功率为40W，气雾调节器R₂的阻值范围是0﹣1210欧。求：

（1）电热丝R₁的电阻值；

（2）若加热仓以最大功率工作时的效率为84%，那么将加热仓中质量为30g温度为20℃的水加热到100℃需要多长时间？[c_水＝4.2×10³J（kg•℃）]

（3）设电热丝电阻不变，电热丝R₁工作时最小功率是多少？

澎澎家新买了一个养生壶，它有高、中、低三个加热挡位，其内部简化电路如图所示，R₁、R₂都是加热电阻，且R₁＞R₂，养生壶的部分参数如表格所示。

额定容量	1L
额定电压	220V
高温挡功率	1000W
中温挡功率
低温挡功率	200W

（c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）、（ρ_水＝1.0×10³kg/m³）

求：（1）中温挡功率是多少？电阻R₂的阻值是多少？

（2）在标准大气压下，将1L水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是多少？

（3）将1L水从20℃加热至沸腾最少的时间是420s。此过程中养生壶的加热效率是多少？