初中物理电功与电能的计算计算题

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。

2016年5月，中国首批“电电气”新能源公交汽车在常州使用。它既可以用充电桩充电，也可以用车辆顶部的太阳能电池板为车辆辅助充电，还可以使用天然气，当蓄电池电力储存不够时，就用燃气发动机为汽车提供动力，太阳能电池板每天能向着蓄电池充入 $10\mathit{kW}·h~20\mathit{kW}·h$的电能。已知蓄电池消耗的电能有 $90\%$转化为汽车前进所做的功，天然气完全燃烧时产生的内能有 $30\%$转化为汽车前进所做的功，天然气热值为 $4.5\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，该车行驶时受到的阻力为 $3.6\times {10}^{3}N$。

（1）当车辆以 $72\mathit{km}/h$匀速行驶时，牵引力的功率为多少？

（2）太阳能电池板提供的电能每天最少能让汽车匀速行驶多少距离？

（3）若汽车使用太阳能电池板提供的电能，则每天最多可以节约天然气的质量为多少？

图甲是一款深受人们喜爱的便携式充电喷雾小风扇（部分参数如表），具有只扇风不喷雾和既扇风又喷雾两档工作状态。

喷雾小风扇部分参数
输出电压	$4V$
喷雾功率	$4W$
出风功率	$4W$
电池容量	$6000\mathit{mAh}$

（1）图乙是小风扇喷雾时水位自动报警器的工作原理图，当水箱内的水位较低时，红灯亮报警，请结合图说明其工作原理。　　。

（2）小风扇在只扇风状态下工作10分钟消耗的电能是多少？

（3）商家宣称此款小风扇充满电后，在喷雾状态下可持续工作5小时，通过计算判断他们的官宣与实际是否相符。

某同学为自家小鱼缸设计了一款具有“加热”和“保温、循环”功能的装置，电路图如图所示，其中电源电压为36V，电动机标有“12V 6W”字样。使用时，先闭合S₁，当鱼缸中水温低于20℃时，S₂自动闭合，装置处于“加热”状态；水温达到25℃时，S₂自动断开，电动机正常工作使水流动，装置处于“保温、循环”状态。求：

（1）“保温、循环”时，电动机正常工作的电流、加热管R₀两端的电压及阻值；

（2）“加热”时，加热管R₀的电功率；

（3）“加热”时，此装置5000s可将5.4kg的水由20℃加热到25℃．此时R₀的加热效率是多少？[c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）]

如图是一个温度可调的育苗箱电路，电源电压为36V，且保持不变。发热电阻R₁的阻值为40Ω，R₂为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端时，R₁的功率最大；将滑片P移到b端时，电路中的电流是0.4A．试求：

（1）R₁的最大功率是多少？

（2）滑动变阻器R₂的最大阻值是多少？

（3）将滑片P移到某一位置，R₂两端电压为16V时，通电5min，电流对整个电路做的功是多少？

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。

如图甲是食堂为餐具消毒、烘干的保洁消毒柜，其内部电路如图乙，S₁为温控开关，S₂为门控开关，R为石英加热管。消毒柜的总功率为1250W，臭氧发生器的功率为150W．求：

（1）关闭柜门，门控开关S₂闭合，臭氧发生器工作10 min所消耗的电能。

（2）正常工作时通过石英加热管R的电流和它的阻值。

（3）若在货架上放100kg的不锈钢餐具，将其从26℃加热到70℃，不计热量损失，正常工作需要加热多长时间？[c_钢＝0.46×10³J/（kg•℃）]。

小明的爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫如图甲。小明研发发现该座椅垫有“高温”、“低温”、“关”三个挡位，其电路示意图如图乙，电源电压为12V，高温功率为20W，低温功率为9W．求：

（1）座椅垫处于“低温”时，电路中的电流是多少？

（2）加热片R₁的阻值是多少？

（3）座椅垫处于“高温”档时，5min就可以将质量为0.5kg的加热片从10℃加热到35℃．若不计热量损失，加热片材料的比热容是多少？

如图所示为“无人机”（多功能飞行器），它具有4个旋翼，可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。

（1）起飞时，增大四个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，无人机就会上升，这是因为力的作用是　　。在空中飞行时，只要增加　　侧两个旋翼的转速，就能使无人机右侧抬升，向左倾斜飞行。

（2）若该机在30秒内匀速竖直上升120米进行空中拍摄，则它飞行的速度是多少米 $/$秒？

（3）该机一个旋翼的电动机额定功率为30瓦，额定电压为15伏，电动机正常工作时，通过的电流为多少安？

（4）该机所需的能量是由一块输出电压为15伏，容量为 $5000\mathit{mA}·h$的电池提供，若电能的 $80\%$用于飞行，飞行时的实际功率为 $100W$，则该机最多能飞行多少时间？

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。

如图甲所示是某品牌电炖盅，它能够先用400W的功率将食物加热，达到一定温度时，温控开关会自动改变为较低的功率缓慢加热，直至沸腾，这有利于锁住食物营养成分。其简化电路图如图乙所示，电源电压为220V，R₂＝363Ω，R₁、R₂均为加热电阻，开关S₁为温控开关。求：

（1）电阻R₁的阻值；

（2）温控开关自动改变后，电炖盅的功率；

（3）电炖盅把质量为2kg、20℃的汤加热20min时，温控开关自动改变功率，这时汤的温度是多少？[不计热量损失，c_汤＝4.0×10³J/（kg•℃）]

建设社会主义新农村的惠民政策彰显价值关怀，小强家喜迁新居。他家新购买了一台电热水器，其铭牌参数如图甲所示。待电热水器安装完毕注满水后，他关闭了家里的其他用电设备，只让电热水器工作，观察到家里的电能表如图乙所示的转盘10min转了210转，电热水器中的水从20℃加热到25℃．请你结合所学的物理知识帮助他解决以下问题。[g取10N/kg，ρ_水＝1.0×10³kg/m³，c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）]

（1）电热水器中的水从20℃加热到25℃所吸收的热量。

（2）该电热水器的电阻和工作时的实际功率。

（3）该电热水器的加热效率。

图甲是一款具有加热，保温功能的饮水机，其内部简化电路如图乙所示，其中R₁和R₂均为电热丝，电源电压220V，加热功率400W，保温功率100W，求：

（1）电热丝R₁、R₂的阻值。

（2）若加入冷水的温度为20℃，加热7min刚好将水烧开，饮水机加热内胆里水的质量是多少千克？[不计热量损失，气压为标准大气压，c_水＝4.2×10³J（kg•℃）]

某电热水器的额定电压为220V，有高温和低温两个挡位，低温挡的电功率为550W，其内部电路由发热电阻R₁和R₂组成，R₁＝2R₂，简化电路如图所示。

（1）R₁的电阻是多大？

（2）高温挡的电功率是多大？

（3）在额定电压下，高温挡工作时将40kg、初温20℃的水加热至60℃需要多长时间？不计热量损失，水的比热容c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）

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？