初中物理电功与电能的计算试题

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？

某校为改善学生生活条件，给学生宿舍安装了100台某品牌速热式电热水器，该电热水器铭牌标明：加热功率 $4400W$ ，保温功率 $100W$ ，水箱容积 $25L$ ；内部结构如图甲所示， $R_1$ 、 $R_2$ 是水箱中加热盘内的电热丝。水箱放满水后闭合开关 $S_1$ 开始加热，当水温升高到 ${40}^{°}\text{C}$ 时，温控开关 $S_2$ 自动切换到保温状态。同学们为弄清楚该电热水器性能，做了以下探究，请你帮助完成：

（1） $R_2$ 的阻值多大？

（2）如果每台每天平均保温 $20h$ ，这100台电热水器在额定电压下每天因保温要浪费多少 $\mathit{kW}\cdot h$ 的电能？

（3）善于观察的张林发现，当他们寝室只有热水器工作时，将一箱冷水加热 $1\mathit{min}$ ，热水器显示屏显示水温由 ${20}^{°}\text{C}$ 上升到 ${22}^{°}\text{C}$ ，同时本寝室的电能表（如图乙）指示灯闪烁了80次，则该电热水器的效率多大？ $({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$ ， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$ ，不考虑电阻随温度变化）

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？

LED灯具有节能、环保等特点，它的主要材料是 　    　（选填“超导体”或“半导体”），一个额定电压为220V，额定功率为11W的LED灯，该灯的额定电流是 　    　A。小红查资料知道10W的LED灯的亮度与60W的白炽灯相同，她新买了10W的LED台灯替换自己房间60W的白炽灯台灯，若小红房间的台灯每天正常发光4小时，使用LED灯后一个月（按30天计算）可以节约用电 　    　kW•h。

某型号煎烤机有上下两个加热盘，由两个开关控制其工作状态。 $R_1$ 为下盘电热丝， $R_2$ 为上盘电热丝，两电热丝阻值相等，煎烤机的最大额定功率为 $2200W$ 。如图为煎烤机的内部简化电路图（不考虑温度对电热丝阻值的影响）。

（1）按照安全用电的要求，将 $a$ 、 $b$ 两点接入家庭电路，完成连线。

（2）煎烤机正常工作时电路中的最大电流是多少？以最大额定功率工作时， $1\mathit{min}$ 消耗多少电能？

（3）电热丝 $R_1$ 的阻值是多大？

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。

某手机电池容量为4200 mAh,，电池电压为3.7 V。用一个标有“输出5 V 4 A”的快速充电器,将手机电池从零电量充满.充电效率为84% ,需要       min。快充充电线比普通手机充电线要粗一些,这是因为正常工作时,通过快充充电线的        较大。

图示电路中，电源电压不变，电阻R₁＝30Ω，R₂＝60Ω，闭合开关S，电流表A的示数为0.3A，则通电1min电阻R₁产生的热量为　   　J。

图甲所示的电路中，灯泡 $L$的额定功率为 $3.6W$（灯丝电阻不变），开关 $S$闭合， $S_1$断开，变阻器的滑片移动到最左端时，灯泡 $L$正常发光。图乙是变阻器的滑片从最右端移动到最左端过程中，电压表示数随电流表示数变化的图像。求：

（1）电源电压；

（2）变阻器 $R$的最大阻值；滑片在变阻器的最右端时，灯泡 $L$的实际功率；

（3）什么情况下电路消耗的功率最大；此时变阻器 $1\mathit{min}$消耗的电能。

如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图，该电热锅有两挡，分别是高温挡和保温挡。 $R_1$ 与 $R_2$ 均为电热丝， $R_1$ 的阻值为 $66\Omega$ ， $S_1$ 为温控开关，保温挡时的总功率是 $440W$ 。求：

（1）保温挡时电路中的电流；

（2）高温挡时的电功率；

（3）若该电热锅煲汤时，高温挡工作 $0.5h$ ，保温挡工作 $1h$ ，则在此过程中消耗的电能是多少 $\mathit{kW}\cdot h$ 。

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？

小宇家购置一款用来煎烤食物的双面电饼铛，上下盘既可以同时加热，也可以把上盘掀开，使用下盘单独加热。电饼铛简化的内部电路如图甲所示，闭合开关 $S_1$，温控开关 $S_2$接接线柱“2”时，下盘加热。再闭合开关 $S_3$，上盘也开始加热。当温度超过设定温度时，温控开关 $S_2$自动转接接线柱“1”，电饼铛进入保温状态。电饼

铛部分参数如图乙。（忽略温度对电阻阻值的影响： $L_1$、 $L_2$、 $L_3$为指示灯，不计指示灯消耗的电能）求：

（1）下盘加热电阻 $R_1$的阻值和保温时电路中的额定电流；

（2）某次电饼铛在额定电压下煎烤食物时，指示灯 $L_1$、 $L_2$发光时间分别为 $10\mathit{min}$、 $5\mathit{min}$，电饼铛消耗的电能是多少？

（3）用电高峰时，小宇关闭家中其他用电器，用电饼铛下盘煎烤食物 $10\mathit{min}$，电能表（如图丙）的转盘转过500转，则电饼铛的实际电压是多大？

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

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）