初中物理电功与电能的计算计算题

某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为 $220V$ ．图甲是其电路原理图。 $S_0$ 为温控开关， $R_1$ ， $R_2$ 为电热丝（阻值不变），某饮水机在额定电压下工作的电功率 $P$ 与时间 $t$ 的关系图象如图乙所示求：

（1）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能；

（2）饮水机处于保温挡时，通过 $R_1$ 的电流；

（3） $R_2$ 的阻值。

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。

澎澎家新买了一个养生壶，它有高、中、低三个加热挡位，其内部简化电路如图所示，R₁、R₂都是加热电阻，且R₁＞R₂，养生壶的部分参数如表格所示。

额定容量	1L
额定电压	220V
高温挡功率	1000W
中温挡功率
低温挡功率	200W

（c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）、（ρ_水＝1.0×10³kg/m³）

求：（1）中温挡功率是多少？电阻R₂的阻值是多少？

（2）在标准大气压下，将1L水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是多少？

（3）将1L水从20℃加热至沸腾最少的时间是420s。此过程中养生壶的加热效率是多少？

【2015年江西淮安中考物理】为提倡环保，促进节能减排，鼓励使用新能源，2015年5月18日，国家税务总局等部门出台相关免征车船税优惠政策，纯电动车也在免税之列。
一辆纯电动客车铭牌上部分参数如表格所示。

最大允许总质量	18000kg
额定载客人数	57
电动机额定功率	90kW
电动机额定电压	600V
电池容量	600Ah

某次搭载乘客时车与人的总质量为15000kg，假如车的在额定功率下以20m/s的速度沿水平路面匀速行驶20min，所受阻力为车与人总重力的0.02倍，g取10N/kg.求：
（1）电动机的额定电流。
（2）该过程客车消耗的电能。
（3）该过程客车所受阻力的大小。
（4）该过程客车牵引力所做的功。

图甲是一款紫砂电饭锅，图乙是其简化电路图，部分参数如表所示，R₁、R₂是电热丝，已知R₁的阻值为55Ω．求：

（1）将锅内1L的水从20℃加热到70℃，水吸收的热量。【c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3】

（2）电热丝R₂的阻值。

（3）若不计热量损失，将2.2kg的粥用高温挡加热5min，粥升高的温度。【取c粥＝4.0×103J/（kg•℃）】

额定电压		220V
电功率	高温挡	1320W
	中温挡	880W
	低温挡	440W

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。

【2015年湖北省潜江市中考物理】科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路（设环境温度不高于20℃），由工作电路和控制电路组成．工作电路中的电热器上标有“220V  2000W”的字样；控制电路中热敏电阻R_t作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，R₁为滑动变阻器．电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示，衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下．闭合开关S（不计继电器线圈的电阻）．

（1）用电热器给恒温箱中100kg的水加热，正常工作20min时，水温由20℃升高到25℃，求电热器的加热效率？
（2）调节滑动变阻器，使R₁=280Ω，为了把温度控制在25℃左右，设定在水温低于25℃时自动加热，在水温达到25℃时停止加热，求控制电路中的电源电压U是多少？
（3）设控制电路中电源电压U不变，将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温，应          （填“增大”或“减小”）滑动变阻器接入电路中的阻值．

某电水壶铭牌上的一些数据如表格所示：

（1）电水壶正常工作电流是多大？（结果保留1为小数）

（2）如果将电水壶装满后，把20℃的水烧开，水吸收热量是多少？（1标准大气压）[C_水＝4.2×10³J/（kg•℃）]

（3）该电水壶正常工作时，烧开一壶水需要10min，电水壶的加热效率是多少？

容量	1.5L
额定电压	220V
加热功率	1000W
频率	50Hz

如图是某课外活动小组设计的小台灯电路图，S为单刀双掷开关，电源电压为12V，且保持不变，小灯泡的额定功率是6W，电阻R的阻值为6Ω．当开关S接“2”时，小灯泡恰好正常发光。若灯丝电阻不变，试求：

（1）小灯泡的额定电流是多少？灯丝的电阻是多少？

（2）小灯泡正常发光5min，电流通过小灯泡做的功是多少？

（3）开关S接“1”时，电阻R的功率是多少？

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？

如图是小明家新买额电热水壶，它的额定电压是220V，额定功率是2000W，小明在壶中装入1.5kg初温为20℃的水，电热水壶正常工作6min将这壶水烧开（1标准大气压下）。求：

（1）水吸收的热量是多少？

（2）电热水壶烧开这壶水的效率是多少？

（3）烧开这壶水消耗的电能相当于完全燃烧多少m³的煤气？

（q_煤气＝4.0×10⁷J/m³）

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•℃）]

如图甲是电热水龙头，它能即开即热。图乙是电路简图，R₁，R₂为电热丝，通过开关的断开与闭合实现温水、热水的切换，参数如下表。电热水龙头正常工作时，求：

额定电压	220V
额定功率	温水	2200W
	热水	4200W

（1）只闭合S₁出温水时，电路中的电流。

（2）电热丝R₂的电阻。

（3）S₁和S₂都闭合出热水时，通电1s，可以将多少千克的水从18℃加热到38℃？[不计热量损失，c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）]

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。

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•℃）]