初中物理电功与电能的计算试题

某商场新进了一批具有加热和保温两种功能的微型电热水器，其内部简化电路如图甲。该电热水器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路由电源（电压恒定 $U=6V)$、开关 $S_0$、电磁铁（线圈电阻 $R_0=20\Omega )$、热敏电阻 $R$组成。 $R$阻值随温度的变化图象如图乙。工作电路 $R_1=44\Omega$， $R_2=956\Omega$．当开关 $S_0$和 $S$均闭合时，电热水器开始加热 $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)\right]$。

（1）当温度达到 ${50}^{°}\text{C}$时，衔铁会被吸下，电热水器停止加热。求控制电路中的电流。

（2）电热水器将水箱中 $2\mathit{kg}$的水从 ${17}^{°}\text{C}$加热到 ${50}^{°}\text{C}$，用时 $5\mathit{min}$。求此过程水吸收的热量及电热水器的加热效率。

（3）用电高峰期，电热水器两端实际电压为 $200V$，当电热水器处于保温状态时电热水器工作多长时间会消耗 $1.8\times {10}^{4}J$的电能？

未来的广元将是全国绿色生态康养城市之一，提倡大家低碳出行，电动汽车比燃油汽车低碳环保并且能源利用率高，是今后交通工具的发展方向。某款新型家用四轮电动汽车质量为 $0.6t$，每个轮胎与地面接触面积为 $20c{m}^2$，汽车蓄电池提供电压 $150V$，电动机正常工作时电流为 $10A$，使汽车获得 $240N$的牵引力，保证汽车以 $18\mathit{km}/h$的速度在水平路面上匀速行驶， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，求：

（1）汽车静止时对地面的压强；

（2）汽车匀速行驶 $5\mathit{min}$克服摩擦阻力所做的功；

（3）电动机正常工作时，电能转化为机械能的效率。

用手机发短信是通过　　（选填“电磁波”或“超声波” $)$传递信息的。教室里一体机的电功率约为 $200W$，一节课 $40\mathit{min}$消耗电能　　 $J$。

关于家里的用电器，下列数据最符合实际的是 $($　　 $)$

A．白炽灯的正常工作电流约为 $0.1A$

B．遥控器的干电池电压约为 $220V$

C．空调制冷时的功率约为 $10W$

D．电扇正常工作 $1h$耗电约为 $1\mathit{kW}\cdot h$

阅读短文，回答问题。

2020年，中国科技成就让世人瞩目，一大批对国家经济和社会发展有重大影响的标志性科技创新成果不断涌现。

材料一月12日，我国自主研发的首台单机容量达10兆瓦的海上风力发电机组正式运行。该风力发电机采用双驱电动变桨系统调节叶片方向，能最大限度捕获风能。每台每年发电约，可为国家发展和居民生活提供更多清洁能源。

材料二月12日，郑太高速铁路全线建成通车。动车组采用全新铝合金车体，超尖流线型车头。相邻钢轨两端采用了挤压无缝焊接。中国高铁将以更先进的技术确立在世界的领先地位。

材料三嫦娥五号着陆器用钻具“钻取”约月球地下样品，用采样器“表取”约月球表面样品。从取样到封装，历经19小时。12月17日，嫦娥五号在大气中拖着长长的尾焰将月球样品成功带回地球。

（1）若每户每年平均用电2000度，则每台海上风力发电机每年发电可供 　　户家庭正常使用。

（2）嫦娥五号“表取”的月球表面样品，带回地球后质量约为 　　。嫦娥五号在大气中拖着尾焰是通过 　　方式使其内能增加。

（3）请你从以上材料中，提出一个相关的物理问题，并指出对应的物理知识。

温馨提示：不得与第（1）、（2）问内容及以下示例重复。

示例：物理问题：风力发电机的工作原理是什么？

物理知识：电磁感应。

物理问题：　　？

物理知识：　　。（物理知识与问题对应，且没有科学性错误均可得分）

如图所示，小灯泡 $L$上标有“ $10V10W$”字样，闭合开关 $S$后，电流表的示数为 $0.5A$，若不考虑小灯泡电阻随温度的变化，则此时小灯泡的电功率是　　 $W$，小灯泡在 $1\mathit{min}$内消耗的电能是　　 $J$。

如图所示电路中，小灯泡 $L$上标有” $6V2W$ “的字样，电阻 $R=6\Omega$。

（1）闭合 $S_2$，断开 $S_1$， $S_3$，电流表的示数为 $0.25A$，请用两种方法求电源电压。

（2）闭合 $S_1$， $S_3$，断开 $S_2$，求此时电路中的总电阻和通电 $10\mathit{min}$电流通过电阻 $R$做的功。

有一个电热水壶，其铭牌数据如表所示。在1个标准大气压下，它在额定电压下加热 $7\mathit{min}$刚好把质量为 $1\mathit{kg}$、初温为 ${20}^{°}\text{C}$的水烧开。 $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$，电热丝的阻值保持不变 $]$求：

额定电压	$220V$
额定功率	$1000W$
频率	$50\mathit{Hz}$

（1）水吸收的热量是多少？

（2）电热水壶在 $7\mathit{min}$内所消耗的电能是多少？

（3）由于现在是用电高峰，电网中的实际电压为 $198V$，要把同样一壶水烧开，若电热水壶的热效率不变，则需要加热多少秒？（计算结果保留到整数）

某建筑工地需要架设临时供电线路，实现照明和电加热功能，其简化电路如图所示，供电处电压 $U$不变，从供电处到工地用长导线（有电阻）连接。闭合开关 $S_1$、 $S_2$时，加热器和照明灯同时工作。断开 $S_2$后与断开 $S_2$前相比较，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．照明灯亮度不变

B．照明灯亮度变暗

C．相同时间内长导线上消耗的电能不变

D．相同时间内整个供电线路消耗的电能减少

某一天晚上睡觉前，小文同学用有预约功能的电饭煲为家人第二天早餐煲粥。小文将大米等食材放入电饭煲内，接通 $220V$家庭电路，经过了待机、加热、保温三个过程，早餐前断开电源，电饭煲消耗的电功率随时间变化的图象如图甲所示，电饭煲加热过程消耗的电能是　　 $\mathit{kW}·h$．已知小文家电饭煲加热和保温部分基本电路原理如图乙所示， $S$是接通家庭电路的开关， $S_1$是自动开关， $R_1$和 $R_2$为电阻不变的电热丝，则 $R_2=$　　 $\Omega$。

如图电路中，电源电压恒为 $4.5V$ ，灯泡规格是" $3V0.75W$ "。

（1）灯泡正常工作时，电压表 $V_1$ 、 $V_2$ 示数分别为多少？滑动变阻器接入的电阻为多少？

（2）灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能是多少？

图1是小亮家某品牌小厨宝（小体积快速电热水器）。某次正常加热工作中，其内胆装有 $5L$ 的水，胆内水的温度随时间变化的图像如图2所示。已知小厨宝正常工作时的电压为 $220V$ ，额定功率为 $2200W$ ，水的比热容为 $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$ 。问：

（1）该小厨宝内胆装有水的质量为 　　 $\mathit{kg}$ ；

（2）由图象可知，加热 $5\mathit{min}$ ，水温升高了 　　 ${}^{°}\text{C}$ ，吸收的热量为 　　 $J$ ；

（3）本次加热小厨宝消耗了 　　 $J$ 的电能，该小厨宝的发热电阻阻值为多少？

如图20是某电蒸锅的内部简化电路图,R ₁、R ₂均为发热电阻,R ₁的阻值为484Ω,加热档功率为1200 W。用此电蒸锅对质量为1.2 kg的水加热使其温度升高75℃,需要的时间为375 s,已知c _水=4. 2×10 ³J/(kg●℃)。

求:

(1) 保温档的功率。

(2)电阻R ₂的阻值。

(3)电蒸锅的加热效率。

将一只“ $220V484W$”的浴霸灯泡接在家庭电路中，正常发光时，通电 $30\mathit{min}$灯泡消耗的电能为　            　 $\mathit{kW}·h$，若用输电线把该灯泡由家引到较远的工地时，发现灯泡亮度变暗，测得灯泡的实际功率为 $400W$，则输电线上消耗的功率为　           　 $W$．（不计灯丝电阻受温度影响）

家用电风扇的电动机线圈电阻为 $2\Omega$，正常工作时，通过的电流为 $2A$，通电10分钟，电风扇消耗的电能为　 $J$，线圈产生的热量为　　 $J$。