初中物理电功与电能的计算试题

“热得快”是用来插人开水瓶中烧开水的电热器，如图所示。张军设计了浮球自控开关，当水位降到一定位置时，触点开关自动断开，防止热得快被烧坏。乙图是接线盒的放大图。若空瓶的质量是1kg，装满水后的总质量为3kg，瓶子的底面积为300cm²。试求：

（1）装满水时，瓶对桌面产生多大的压强？
（2）若浮球的体积为800cm³，浮球和浮杆共重1N ，不计浮杆的体积，装满水时，开关的两个触点之间的压力是多大？
（3）若水的初温是20℃ ，在1标准大气压下，烧开这瓶水最少需要消耗多少电能（“热得快”消耗的电能有96%被水吸收）？

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）。他在图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？

一只开水煲的铭牌如图，内部由开关和电热丝组成．求：

产品名称：开水煲 额定频率：50Hz 额定功率：1100W

额定电压：220V 容量：1.2L 型号：JKY-12C09C

（1）正常工作时，通过内部电热丝的电流；
（2）内部电热丝的电阻；
（3）额定电压下工作5min消耗的电能．

甲图是用来焊接自来水管的塑料热熔器。通电后，加热头发热，使需接上的塑料水管的两头熔化，将它们对接、紧压在一起，冷却后，就可以拼成一根水管了。其电路部分如乙图所示，S₂为温控开关，，S₁是手控开关。 ND为指示灯，R₁是限流电阻。R₂和R₃均为加热电阻。右表是它的技术参数。

产品名称	便携自动控温式PPR/PP-R塑料管材
型号	20-32MM（配Ф20、Ф25、Ф32模头）
环境温度	-20℃~50℃
相对湿度	45%~95%
额定电压	220V
加热头温度	260 ±5℃
功率	加热：1000W，保温：250W
安全指标	绝缘电阻不小于1ΜΩ

（1）请说出加热和保温状态下，开关S₁和S₂所处的状态；
（2）求出R₂的电阻值；
（3）若熔化1kgPVC塑料需要吸收10⁶J热量，某次熔接时要需熔化80gPVC，则正常情况下至少要加热多长时间？
（4）在设计时，若指示灯ND可在“3V 0.3A”普通灯泡和“3V 10mA”的发光二极管中任选项一种，你认为选哪一种比较合适，请说明理由。

小王家电能表上标有“220V 10A”字样，他家原有电器的总功率是1500W。最近新买了一个额定功率为1100W的电热水器，电热水器的额定电流是    A；电热水器正常工作时的电阻是      ______Ω；正常工作时1分钟将会产生       J热量；将电热水器接入家庭电路后，他家的所有用电器     同时使用（选填“能”或“不能” ）。

如图甲所示的干鞋器是专门为烘干鞋子而设计的小家电，它工作时能吹出热风烘干鞋子，将电能主要转化为内能和_________能。某干鞋器的上标有“220V  150W”字样；若用它烘干一双皮鞋耗时10分钟，会消耗了_________ J的电能。这种干鞋器工作时还会发出人眼看不见的_________起到消毒的作用。
       
甲                             乙

如图所示的电路,电源电压U=12V,且保持不变,电阻R₁=4Ω,滑动变阻器R₂的最大阻值为20Ω,电流表的量程为0～3A,电压表的量程为0～15V,求：

（1）当滑动变阻器的滑片在最右端时，电流表的示数及电压表的示数；
（2）当滑动变阻器的滑片在最右端时，R₁消耗的功率；
（3）当滑动变阻器的滑片在最左端时，通电10min整个电路中电流做的功。

右下表为一台家用饮水机的铭牌，每次饮水机内胆装满水的质量是1 kg，正常工作10min时可将30℃的饮用水加热到100℃，（水的比热容c=4.2×10³J/(kg·℃)求

小天鹅饮水机
额定电压	220V
额定 功率	加热档	1000W
保温档	50W
内胆（每次加热的水量）容积	1000ml

（1）每次加热过程水吸收的热量。
（2）饮水机每次正常工作，把水烧开消耗的电能是多少？
（3）此饮水机正常工作时的热效率是多少？

下表为某电烤箱铭牌的部分参数，其简化电路如图所示R₁、R₂均为电热丝. 求（1）当开关S闭合时，电烤箱处于      温挡. 当电烤箱在高温挡工作时，1min消耗的电能是多少焦耳？（2）求R₁和R₂的电阻各是多少？

在如图电路中，电源电压为6V，R₁＝4Ω，闭合开关S后，电压表读数为2V，求：（1）电流表的示数；(2)电阻R₂的电功率；(3)此电路在1分钟内消耗的电能。

有一种新型节能灯----LED灯，使用这种灯比旧灯泡节能90%，且发出光的颜色会随电压的变化而变化（见表）。把一个LED灯接入如图所示的电路中，已知电源电压为5V且保持不变。

（1）若些时LED发出红光，则与它串联的电阻R的阻值为 Ω；
（2）若电阻R为90Ω,闭合开关，毫安表（量程更小的电流表）的读数为20mA，此时LED灯发出的光的颜色是        色

如图所示是苹果公司于2012年12月推出的Iphone5手机．

(1)该手机使用时以____________为载体来传递信息的；
(2)Iphone 5手机电池电压为5V，待机时电流约10mA，则Iphone5待机
时的电功率为_________W；一块原装Iphone5电池板充满电可供其待机200h，则该电池板
一次充满电时储存的电能为__________J．
(3)现利用其先后拍下同一轿车的两张照片如乙、丙所示  (设摄像头焦距不变)，拍摄照片乙与拍摄照片丙相比，
拍摄______(选填“乙”或“丙”)时摄像头离小车更远些．

如图所示，电源电压U＝6V且保持不变，R₁＝10Ω，R₂是最大阻值为60Ω的滑动变阻器，L是标有“6V  0.72W"字样的灯泡，灯泡灯丝电阻不变．

（1）当R₂的滑片P到最左端时，要使灯泡L正常发光，S₁、S₂各应处于什么状态?
（2）当S₁、S₂都断开，5分钟内灯泡L消耗的电能是多少?
（3）调节滑动变阻器滑片，闭合S₁、S₂，当电流表示数最小时，整个电路消耗的电功率是多少?

如图所示的电路中，电源电压为6V，开关S断开时，电流表的示数为0.3A，开关S闭合时电流的示数为0.5A，则R₂的阻值为______Ω，R₁消耗的功率是______W，2秒种内整个电路消耗的电能是______J．

水在热电厂的锅炉中变为水蒸气，通过涡轮机带动发电机发电，用过的水蒸汽在液化器中凝结成水，再到锅炉循环使用。液化器中的冷却水则流到冷却塔中降温，如图所示.[水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃),水的密度为1.0×10³kg/m³]

⑴来自冷却塔的水温为16℃,回到冷却塔的水温为30℃.若冷却塔和液化器间水的流量为15m³/s,试求这个系统通过冷却塔散热的功率(提示: 散热功率为散热和时间的比).
⑵如果发电机的发电功率是5.6×10⁸W,发电机把机械能转化为电能的效率为80%,不计水蒸汽通过涡轮机过程中由于热传递造成的能量损失及涡轮机的摩擦,试求水蒸汽的能量转化为电能的效率.
⑶请对我国目前广泛使用的火力发电和水力发电对比评价(说出一条即可).