初中物理电功与电能的计算计算题

黑夜看不见开关位置，为此小明设计了如图所示的电路．当单刀双掷开关S合向b时，照明灯亮、指示灯灭，避免指示灯费电；S合向a时，照明灯灭、指示灯亮，显示开关位置（S只能处于这两种状态）．他在如图所示方框中完成指示灯和电阻丝的连接电路，指示灯规格为“10V，1W”．

（1）照明灯正常工作时的电阻是多少？
（2）若照明灯正常工作6h，这段时间内照明灯需消耗多少电能？
（3）为使指示灯正常发光，需接上多大电阻的电阻丝？

电磁炉是一种高效、方便、卫生的新型灶具，为了研究电磁炉，小锋同学首先观察了家中的电能表，看到电能表的铭牌上标有“220V 10A”和“3000r/kW•h”字样．然后小锋关闭了家中其他用电器， 只把电磁炉接入电路中，将质量为3kg、初温25℃的水烧开，这个过程中电能表转盘转了900转。已知水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃），当时气压为标准大气压．
求：（1）加热过程中水吸收的热量；
（2）电磁炉的消耗的电功多少J；
（3）电磁炉的热效率．

电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点，是现代人喜欢的厨房用具。图甲是某品牌电压力锅的简化电路图，R₁为加热电阻，R₂为保温电阻，S₁为电源开关，S₂为压力开关。加热时S₂与触点a接通，R₁工作；保温时S₂与触点b接通，R₂工作。电压力锅的其他参数见铭牌。

电压力锅的铭牌
额定电压	220伏
加热功率	1000瓦
保温功率	100瓦
气压设定值	175千帕

(1)当电压力锅内的气压达到设定值时水沸腾。此时，水的温度______100℃(选填“＞”、“＝”或  “＜”)。
(2)计算保温电阻R₂正常工作时的阻值。
(3)图乙表示电压力锅工作时电功率与时间的关系。阴影部分面积表示_________，并列式计算它的大小。

图所示的电路中，电阻R₁=10Ω，电源电压保持不变，闭合开关后，电流表A₁的示数为0.6A，干路中电流表A的示数为0.9A，求：

(1)R₁两端的电压；
(2)通过R₂的电流；
(3)R₂的阻值；
(4)通电20s，电路消耗的电能。

在图甲所示的电路中，电源电压为6伏且保持不变，滑动变阻器R₁标有“100Ω 2A”字样。闭合开关S后，电流表A₁和A₂的示数分别如图乙所示。求：

⑴电阻R₂的阻值。
⑵通电10秒钟，电流通过电阻R₂所做的功W₂。
⑶重新移动滑动变阻器R₁的滑片P，使两个电流表指针偏离零刻度的角度恰好相同，求此时变阻器R₁消耗的功率P₁。

生活中大多数电热器都有多个档位，学习了电功率知识后，小锐同学利用电压为6V的电源，两个阻值不同的定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热器多档位的问题。已知R₁=10Ω，R₂=30Ω，请计算:

（1）S₁、S₂断开，S₃闭合时，电路中的电流是多少?
（2） S₁断开，S₂、S₃闭合时，通电5min电路消耗的电能是多少?
（3）该电路的最大功率和最小功率之比是多少?

小满了解到从2012年10月1日起禁止进口和销售100W及以上普通照明白炽灯，推广使用节能灯，于是马上买来“220V 20W”的节能灯（图乙），与“220V 100W”的白炽灯（图甲）做了对比实验，发现两灯发光效果相当。

（1）试计算换用这只节能灯和使用原来的白炽灯相比，一年工作2000h节约的电能。
（2）若实际电压为200V，求该节能灯的实际功率。（结果保留整数）

如图甲是某同学设计的多档位电热水器工作电路图，电源电压恒为220V， LED是额定电流为10mA的发光二极管,用于指示电路的通断，当R₀的阻值为21900Ω时,LED灯正常发光；R₁和R₂是两根阻值均为110Ω的电热丝，温控开关是内有绝缘圆盘的旋转开关，外形如图乙所示，在圆盘的边缘依次有6个金属触点（在图乙中用“○”表示，“○”中标有1、2、3、4编号，编号相同的触点用导线连接）。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点接通。例如，图乙中，旋钮上的箭头指向图中位置A，此时，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通。当旋钮上的箭头指向A、B、C不同位置时，可以实现高、中、低三档加热功率。

（1）试分析电路中R₀的作用。
（2）当旋转开关转到    （填“A”、“B”或“C”）位置时，为低温档；此时电热水器加热功率为多少?
（3）LED指示灯正常工作1小时消耗的电能是多少？

图甲是家用电吹风的工作原理图电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风。

（l）要让电吹风工作时吹出热风，它的开关应置于图甲中  （选填“1 ”、‘2 ”或“3 "）位置，此时电风扇与电热丝的连接方式是   。
（2）某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随时间的变化关系如图乙所示，则在该次吹干头发过程中电吹风消耗的总电能是       J
（3）电热丝在工作时的电阻值是   Ω（保留一位小数）
（4）使用几年后，发现电热丝变细，则其电阻变   ，它的实际功率将变    。

家庭用的电热饮水机，有加热和保温两种工作状态。加热前温控开关S₁处于闭合状态，闭合开关S后饮水机开始加热，当水箱内水温达到98℃时温控开关S₁自动断开，饮水机处于保温状态；当水温降至一定温度t时，S₁又闭合重新加热。饮水机的铭牌数据与电路原理图如下：

水箱容量	额定电压	加热功率	保温功率
2L	220V	440W	40W

 
求：（1）正常加热时通过饮水机的电流；
（2）正常加热时电阻R₂的阻值；
（3）若饮水机重新加热一次的时间为5min，加热一次消耗的电能。

“塔吊”是建筑工地上常见的起重设备，某建筑工地现正在使用“塔吊”进行作业，如图所示。“塔吊”有一水平臂AB，其中AO叫平衡臂，OB叫吊臂。C为可移动的滑轮组，C移动的范围是从O点到B点。利用“塔吊”可将很重的水泥板方便地吊起并安放到工作区域内。

（1）在“塔吊”匀速提升水泥板的过程中，水泥板的动能将     （选“变大”、“变小”或“不变”，下同），机械能将     。
（2）假设“塔吊”配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V，额定功率38kW。在一次吊起水泥板时，电动机正常工作20s，该电动机在这次吊起重物的过程中消耗了多少电能？
（3）若20s内“塔吊”将重1.25×10⁴N的水泥板匀速提高了4m，如果机械做的额外功是3×10⁴J，该“塔吊”的机械效率是多少?
（4）若“塔身”的宽度、铁架和滑轮组所受重力及摩擦均不计，A端所装配重质量一定。在机器安全工作的范围内，要想使吊起水泥板的质量增大，应采取什么措施？

如图所示是某型号的电动巡逻车。已知该电动巡逻车运动时所受的阻力为人和车总重的0.04倍，某次巡逻时人和车总质量为1.0×10^３kg, 在水平路面上以15Km/h的速度匀速行驶了20min。（g取10N/Kg）求：

（1）巡逻车通过的路程是__________km；　　
（2）巡逻车在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力是__________N；
（3）若电动机把80%的电能用来牵引巡逻车克服阻力做功，则此次巡逻电动机消耗了多少电能？

电动机是一种使用广泛地动力机械。从能量转化的角度看，它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。
（1）如果某电动机线圈的电阻为R，电动机工作时两端的电压为U，通过电动机的电流为I，请推导此电动机电能转化为机械能的效率η=（U-IR）/U。
（2）如果有一个直流电动机，把它接入0.3V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.6A，若把它接入3V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是2A。如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？（提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器）

在图所示电路中，电源电压为9V且保持不变，小灯泡L的额定电流是0.3A且灯丝电阻保持不变，R₁是定值电阻，R₂是滑动变阻器。当开关S₁、S₂断开，S₃闭合，滑动变阻器的滑片位于a点时（图中没有标出a、b、c三点的具体位置），小灯泡正常发光，R₁和R₂消耗的电功率分别是P_1a和P_2a；当开关S₁、S₂断开，S₃闭合，滑动变阻器的滑片位于b点时，R₁和R₂消耗的电功率分别是P_1b和P_2b；当开关S₁、S₂闭合，S₃断开，滑动变阻器的滑片位于c点时，R₁和R₂消耗的电功率分别是P_1c和P_2c，电路的总功率是10.8W。若P_1a∶P_1b∶P_1c =9∶4∶81，P_2b∶P_2c =2∶9。求：

（1）定值电阻R₁和小灯泡灯丝的阻值；
（2）滑片位于变阻器a、b和c点时接入电路的电阻值各多大；
（3）滑片位于变阻器c点时，电路在1h内所消耗的电能。

利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电．某市启动了“光伏工程”示范项目，在某中学的教学楼顶安装了总功率为20kW的光伏发电系统。
⑴一天的有效光照时间按8h计算，该光伏发电系统一天共发电多少kW·h？
⑵该光伏发电系统一天的发电量，如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成，需要燃烧多少kg煤？（煤的热值q_煤=3.0×10⁷J/kg ）
⑶请写出一条光伏发电的优点。
⑷人们利用太阳能的方式除光伏发电外还有：（a）绿色植物的光合作用是将光能转化为______能；（b）太阳能热水器是通过______的方式增加水的内能。