初中物理电功与电能的计算试题

如图所示的电路中，电源电压 $18V$不变，灯泡上标有“ $6V6W$”字样，灯泡电阻不变，定值电阻 $R_0$阻值为 $10\Omega$。

（1）断开 $S_1$、 $S_2$，闭合 $S$，移动滑片，当灯泡正常发光时，求滑动变阻器消耗的功率。

（2）闭合 $S$、 $S_1$、 $S_2$，滑片从最右端向左移动，当连入电路的阻值等于变阻器总阻值的 $\frac{3}{4}$时，电流表示数比滑片在最右端时变化了 $0.3A$，保持此时滑片位置不动，求在 $1\mathit{min}$内电路消耗的电能。

如图所示是某型号电压力锅工作电路简图，如表是其部分参数，接通电路后，开关 $S$自动与触点 $a$、 $b$接通，1档加热器开始加热。当锅内混合物质温度达到 ${102}^{°}\text{C}$时，开关 $S$自动与 $a$、 $b$断开，与触点 $c$接通，2挡加热器工作，保持锅内温度和压强不变，进入保压状态。现将质量为 $2.0\mathit{kg}$，初温为 ${36}^{°}\text{C}$的混合物质放入压力锅中，接通电路使其正常工作 $20\mathit{min}$。假设加热器产生的热量全部被混合物质吸收，混合物质的比热容 $c=4.0\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$。求：

额定电压 $/V$	220
1挡加热器额定功率 $/W$	550
2挡加热器额定功率 $/W$	110
保压温度 ${/}^{°}\text{C}$	102
最大容积 $/d{m}^3$	3

（1） $R_1$、 $R_2$的阻值。

（2）电压力锅加热多少时间后开始保压？

（2）电压力锅最后 $2\mathit{min}$内消耗的电能。

如图所示电路中，灯泡 $L$上标有“ $10V0.3A$”字样， $R$为定值电阻。闭合开关 $S$时，灯泡 $L$恰好正常发光，电流表的示数为 $0.2A$．通过计算回答：

（1）灯泡 $L$的额定功率是多少瓦？

（2）定值电阻 $R$的阻值是多少欧？

（3）整个电路在 $5\mathit{min}$内消耗的电能是多少焦？

随着电器化时代的到来，家用电器已广泛应用到我们的生活中。某家庭煲汤用电热锅简化电路如图所示，电热锅额定电压为 $220V$， $R_1$， $R_2$均为发热电阻，其阻值分别为 $80\Omega$、 $404\Omega$．接通电源，闭合开关 $S_1$、 $S_2$，电热锅处于“大火”加热状态；当锅内温度达到 ${100}^{°}\text{C}$时，开关 $S_2$自动断开，开关 $S_1$仍闭合，电热锅处于“小火”炖煮状态。

（1）电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态时，电路中的电流多大？

（2）电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态15分钟，消耗的电能是多少焦耳？

（3）电热锅在额定电压下，处于“小火”炖煮状态时，电功率多大？

（4）为测量电热锅的实际电压，将家中其他用电器全部关闭，电热锅在“大火”加热状态下，观察到标有“ $2000r/\mathit{kW}·h$”字样的电能表在6分钟内转了100转，电热锅的实际电压是多少？

长 $1m$、横截面积 $1m{m}^2$的银与铁，在 ${20}^{°}\text{C}$时的电阻值分别为 $0.016\Omega$与 $0.096\Omega$，银与铁两种材料相比，　 　更容易导电；已知金属丝的电阻和它的长度成正比，和它的横截面积成反比。在长短与粗细完全相同的银丝和铁丝两端加相同电压，通电相同时间，不计温度对电阻的影响，银丝和铁丝消耗的电能之比为　　。

甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图所示，将甲、乙两灯泡串联后接在电压为　　 $V$的电源两端时，甲灯泡中通过的电流为 $0.5A$，此时乙灯泡 $1\mathit{min}$消耗的电能是　　 $J$。

某家用电热水壶有加热和保温两档，内部电路简化示意图如图甲所示，其中 $R_1$和 $R_2$均为阻值不变的发热电阻。某次使用该电热水壶烧水过程中，消耗的电功率随时间变化的图象如图乙所示。求：

（1）该电热水壶加热和保温时的电流之比；

（2）电阻 $R_2$的阻值；

（3）给 $1.2\mathit{kg}$的水加热，使水温从 ${20}^{°}\text{C}$升至 ${80}^{°}\text{C}$，热水壶的工作效率为 $90\%$，需要多长加热时间。

在“停课不停学”期间，小明使用手机和 $A4$纸坚持每天线上学习。他观察到给手机充电的移动电源（俗称“充电宝”）有铭牌， $A4$纸的包装上有说明，部分参数如图所示。请解答下列问题：

（1）该移动电源充电后最多储存多少电能？

（2）小明所用的一包 $A4$纸，去掉包装后总重 $21.8N$．将其中一张 $A4$纸平放在水平桌面，它对桌面的压强多大？

如图所示的电路，电源电压保持不变， $R_1=30\Omega$， $R_2=10\Omega$．当闭合开关 $S_1$、 $S$，断开 $S_2$时，电流表的示数为 $0.4A$。

（1）求电源电压；

（2）当闭合开关 $S_2$、 $S$，断开 $S_1$时，求电流表的示数；

（3）当闭合开关 $S_1$、 $S_2$、 $S$时，通电 $100s$，求整个电路消耗的电能。

如表是小明家电饭煲铭牌的部分信息，小明家电能表的示数如图所示。把电饭煲接在家庭电路中使用时，下列说法错误的是 $($　　 $)$

额定电压	$220V$
频率	$50\mathit{Hz}$
额定功率	高挡	$1800W$
	中挡	$1200W$
	低挡	$500W$

A．电饭煲是利用电流的热效应工作的

B．电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小

C．电饭煲在高挡正常工作 $10\mathit{min}$，消耗的电能是 $1.08\times {10}^{6}J$

D．若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作 $10\mathit{min}$，电能表示数将变成 $7328.6\mathit{kW}·h$

图为电热水器的简化电路，它有加热和保温功能， $R_1$和 $R_2$是两根电热丝， $S$为温控开关，1、2为开关的两个触点，当水温低于某个下限温度或高于某个上限温度时， $S$在两个触点间自动切换，使水温维持在设定的范围，已知热水器的加热功率为 $400W$，保温功率为 $100W$（忽略温度对电阻的影响），则电路中 $R_2=$　   　 $\Omega$．在使用过程中，若热水器连续工作 $10\mathit{min}$消耗电能 $1.2\times {10}^{5}J$，此过程中热水器的保温工作时间是　　 $s$。

塔吊是一种常见的起重设备，图是塔吊的示意图。电动起重机在 $2\mathit{min}$内将质量为 $3t$的物体匀速提升 $30m$高，又用 $1\mathit{min}$使物体在水平方向平移 $15m$。 $(g$取 $10N/\mathit{kg})$求：

（1）吊物体的钢丝绳 $3\mathit{min}$内对物体所做的功；

（2）吊物体的钢丝绳 $3\mathit{min}$内对物体所做功的功率；

（3）若电动机提升物体时的效率为 $90\%$，平移物体时的功率为 $2\mathit{kW}$，求电动机 $3\mathit{min}$内消耗的电能。

植保无人机因其操控简单、喷洒均匀、省时高效等优点，在现代农业中发挥着重要作用，图为某型号双起落架植保无人机，其项目参数如下表：

项目	参数
外形尺寸（长宽高）	$3090\mathit{mm}*3090\mathit{mm}*680\mathit{mm}$
飞机质量	$20\mathit{kg}$
药箱容量	$30L$
起落架底面积（单个）	$1\times {10}^{-2}{m}^2$
聚合物动力电池	$30000\mathit{mA}·h$
充电电压	$40V$
最佳作业速度	$8m/s$

（1）若以最佳作业速度飞行，求无人机 $2\mathit{min}$飞行的距离。

（2）求加满药箱的农药质量 $({\rho }_{\mathit{农药}}$取 $1.1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$。

（3）求空载时静止在水平地面上的无人机产生的压强 $(g$取 $10N/\mathit{kg})$。

（4）电池充满电后，求无人机储存的电能。

如图所示，电源电压保持不变，小灯泡 $L$标有“ $12V6W$”的字样，滑动变阻器 $R$的最大阻值为 $36\Omega$， $R_0$为定值电阻。当 $S$闭合， $S_1$、 $S_2$断开，滑片 $P$由 $b$端向 $a$端滑动，使其连入电路的电阻是最大阻值的三分之一时，小灯泡恰好正常发光。当滑片位置保持不变，开关都闭合时，电流表的示数变化了 $2A$．不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．电源电压是 $18V$

B．小灯泡正常发光 $10s$，整个电路消耗的电能是 $90J$

C． $R_0$的阻值为 $12\Omega$

D．当滑片位置保持不变，开关都闭合时，电路消耗的总功率是 $45W$

如图所示，电源电压保持 $12V$不变，小灯泡 $L$上标有“ $6V3W$”字样，滑动变阻器最大电阻值 $R=48\Omega$，闭合开关，若不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．要使电压表的示数增大 $1V$，小灯泡 $L$两端的电压就会减小 $1V$

B．小灯泡 $L$的最小实际电功率为 $0.6W$

C．当滑片 $P$移到变阻器的中点时，小灯泡 $L$正常发光

D．当滑片 $P$移到最右端时，通电 $10s$滑动变阻器消耗的电能是 $19.2J$