初中物理电功与电能的计算试题

LED灯具有节能、环保等特点，如图是额定电压为220V、额定功率为4.4W的LED灯泡，该灯泡的额定电流是_______A，若它每天正常发光5h，一个月（30天）消耗的电能是_______kW•h，与普通白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，假设LED灯可以节约90%的电能，则这个LED灯与功率为_______W的白炽灯亮度相当．

某教室里装着6盏 40W 的日光灯，由于注意节约用电，平均每天少开半小时，那么1个月（按 30 天计）可以节约电多少电费？（电费0.6元/度）

小明家的楼道灯泡在深夜时很容易烧坏。为解决这一问题，小明设计了如图所示的电路，L₁和L₂都是“220V  40W”。请回答下列问题：(设灯泡的电阻不变化，电源电压变化忽略不计)

（1）L₁灯泡的电阻是多少？闭合开关S₁和S₂，L₁正常发光，工作5h消耗的电能是多少？
（2）断开S₂，闭合S₁，让两灯泡都发光，深夜灯泡就不容易烧掉了，请计算此时L₁两端的电压。
（3）请计算两盏灯泡都亮时电路消耗的总功率是多少？

LED（发光二极管简称LED）是人类继爱迪生发明白炽灯之后最伟大的发明之一，它是一种新型节能、环保的光源产品。如图8甲是一种常见的LED手电筒，发光元件由5个发光二极管并联组成，每个发光二极管的额定电流为30mA，如图8乙是LED灯与50Ω的定值电阻R串联，它的能量是由可反复充电使用的电池提供，且LED 灯发光的颜色会随其两端电压的变化而变化，如图丙表格所示。下列选项正确的是

A.LED灯发光时是将电能转化为光能
B.这种LED手电筒正常工作时的总电流为0.15A
C.如图乙所示，已知电源电压为4.2V，且保持不变，闭合开关S，当毫安表（为读数更精确的电流表）的读数为20mA时， LED灯发出黄光
D.如图乙所示，已知电源电压为4.2V，且保持不变，闭合开关S，R的实际功率为0.08W，此时LED灯通电10min消耗的电能为52.8 J

图中是玩具警车的简化电路图，小灯泡L标有“6V 0.2A”，电动机M标有“6V 6W”．闭合S₁，小灯泡正常发光，10s内通过灯泡的电流做功是_________J．同时闭合S₁和S₂，干路电流为_______A．

物理科代表和班长就放学后是否关教室里的饮水机的问题发生争执，班长认为不应关机，因为第二天重新开机给冷水加热既费时又会消耗更多的电能；物理科代表认为应该关机，理由是饮水机在放学后从17：00到第二天08：00共15h期间会间歇性加热，白白消耗电能，反复加热的水也不利于身体健康．
次日早晨，他俩先观察到如图所示的饮水机有加热和保温两个档位，铭牌数据如下表．然后启动饮水机，将热水箱中的30℃的冷水加热到90℃，用时10min．他俩继续观察，发现保温28min后加热器会重新加热，2min后又回到保温状态．（饮水机始终在额定电压下工作）

水桶容量	20L
热水箱水量	1kg
额定电压	220V
加热功率	500W
保温功率	50W

（1）热水箱中30℃的冷水加热到90℃所吸收的热量是多少？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）将热水箱中30℃的冷水加热到90℃消耗的电能是多少？
（3）通过计算比较谁的做法更节能．（假设放学时饮水机刚好处于保温状态，工作过程中间歇加热的规律不变）

如图所示，电源两端电压U=3V保持不变。当开关S₁闭合、S₂断开，滑动变阻器滑片P在AB中点时，电压表示数为U₁，电流表示数为I₁；当滑动变阻器滑片P移至B端时，电压表示数为U₂，电流表示数为I₂。当开关S₁、S₂都闭合，滑动变阻器滑片P移至A端时，电流表示数为I₃。已知： R₂=1Ω，U₁∶U₂=3∶4，I₂∶I₃=1∶6。则当开关S₁闭合、S₂断开，滑动变阻器滑片P在B端时，通电1min，电路消耗的电能是_____________J。

如图甲所示是某型号的浴室防雾镜，其背面粘贴有等大的电热膜．使用时，镜面受热，水蒸气无法凝结其上，便于成像，下表是该防雾镜的相关数据：

（1）求防雾镜正常工作时的电流．
（2）经测试，在﹣10℃环境下．正常工作400s使平面镜的平均温度升高了40℃，求电热膜绐平面镜的加热效率．[玻璃的比热容为0.75×10³J/（kg•℃）]
（3）如图乙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器R，能使电热极的功率在原功率的25%～100%之间变化，以满足不同季节使用的需要．请求出R的最大阻值．

小明生日时，妈妈给他买了个电暖手袋．小明在查看说明书时，发现其主要参数如图所示。设环境温度为15℃，当给电暖手袋正常通电时。则：

（1）该电暖手袋正常工作时的电流和电阻是多少？
（2）袋中液体温度升高到65℃时需吸收多少热量？[已知液体比热容为4.2×10³J/（kg•℃）]
（3）如图电流产生的热全部被袋中液体吸收，电暖手袋在额定电压下通电5min，温度达到多少？能否达到它的自动断开温度？

图甲是用来焊接PVC塑料管道的热熔器外观照片．其内部电路如图乙，S₁是手动电源开关．S₂是温控开关，作用是完成“加热模式”和“保温模式”之间的切换．L是指示灯（在S₁闭合情况下L始终能正常发光），R₁是限流电阻．下表是有关元件的物理参数．

（元件）项目	参数	（元件）项目	参数
电源电压	220V	L灯	0.1A，2W
加热功率	1210W（不含L及R1的功率）	R2	202Ω

（1）求R₁的阻值；
（2）求保温功率（不含L和R₁的功率）；
（3）求该热熔器（全电路）在保温模式下1min消耗的电能．

如图所示，电路中电源电压和灯泡L的电阻保持不变，已知定值电阻R₁=18Ω．求：

（1）若只闭合开关S₂时，电流表的示数为0.5A，电压表的示数为3V，则R₁两端的电压是多少？电源电压是多少？
（2）若开关S₁，S₂，S₃都闭合时，电流表的示数为3A，此时灯泡L正常发光，则小灯泡的额定功率和小灯炮的电阻各是多少？
（3）若只闭合开关S₃时，通电500s，则小灯泡消耗的电能是多少？

在一次课外活动中，小华同学对家里的电磁炉进行了相关的观察和研究，并记录了电磁炉及她家电能表的有关数据，如下表所示。（水的比热容为c= 4.2×10³J/(kg·℃)。请你根据小华同学在活动中获得的有关资料，求解在这段时间内：
（1）水所吸收的热量；
（2）电磁炉的实际功率；
（3）电磁炉烧水的效率。

观察对象	有关记录	研究活动
电磁炉 铭牌	U额＝220V P额＝1kW	①用电磁炉加热一壶水（水的质量m＝2kg，初温t0＝30℃） ②关闭家里其它用电器。只将该电磁炉接入电路烧水，观察到电能表表盘在5min内转了150r,最后测得水的温度 t＝50℃
电能表 铭牌	220V  10(40)A 50Hz  2000r/kW·h

 

电能表的表盘标有“5000r/kW•h”的字样，用它来测量某一家用电器的额定功率，把家中的其它用电器都断开，只接入该用电器，电热器在额定电压下工作半小时，电能表的转盘恰好转过300圈，若电路中没有发生漏电现象，则该用电器的额定功率为   W，这半小时内消耗的电能是   kW•h．

家庭电路的电压是220V，某空调器处于制冷状态时的功率P₁是2.0Kw,送风状态时的功率P₂是0.2kW，它们是交替运行的．现测得此空调器在某时段内的电功率随时间变化的关系如图所示．

（1）空调器在前5min内处于什么状态，此时通过它的电流是多少安？
（2）在15min内，空调器消耗的电能是多少焦耳.
（3）若15min内空调器消耗电能的50%用于给电热水器加热10kg的初温20℃的温水，则可以使水温最高达到多少摄氏度？[已知水的比热容：4.2×10³J／(kg·℃)]

如图所示电路中，电源电压保持6V不变。

（1）当闭合开关S，断开开关S₁时，电流表的示数为0.2A，求电阻R₂的阻值。
（2）当同时闭合开关S和S₁时，电流表的示数为0.6A，求电阻R₁消耗的电功率和通电10min电路消耗的总电能是多少。