初中物理电功与电能的计算试题

小波班上有一台饮水机，它的铭牌如右表，工作电路如图所示，S₀是温控开关，可以自动控制饮水机的加热或保温状态.问：

⑴当热水箱中盛满水时，水的质量是多少？
⑵在加热状态下，饮水机正常工作20min可以将满箱的水从20℃加热到100℃，则在此过程中：
①通过饮水机的电流是多少？饮水机消耗的电能是多少?
②水吸收的热量是多少? [c_水=4.2×10³J/（kg·℃）]
③饮水机的效率是多少？
⑶R₂的阻值是多少?

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。右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2分钟，可以使平面镜的平均温度升高到30℃。求电热膜给平面镜的加热效率；[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，能使电热膜的功率在原功率的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。

如图为某品牌的即热式电热水器，具有热能损耗率低、加热均匀、耐压性能好、寿命长、发热噪音小等特点．表一为该电热水器的部分技术参数．
表一                            

型 号	DSF31﹣65
额定功率	6600W
额定电压	220V
额定频率	50Hz
额定压力	0.6MPa
超温保护	60℃
导线横截 面积S/mm^2	铜芯线允许长期 负载电流I/A
1	6～8
1.5	8～16
2.5	16～25
4	25～32
6	32～40

（2）该热水器在额定电压下使用20分钟，热水器消耗的电能为多少？
（3）铜芯线长期负载电流与导线横截面积的关系见表二，通过计算说明安装电热水器时，至少应选择哪种型号的铜芯导线？

将电阻R₁接到电压为U的电路上，它消耗的电功率为49W，若将R₁与另一个电阻R₂串联后仍然接到原来的电路上时，电阻R₁消耗的电功率为36W，电阻R₂消耗的电功率为　  　W．若将R₁和R₂并连接入原电路中，则R₁和R₂在相同的时间内消耗的电能之比为　 　．

如图所示，是小明同学为宜宾港设计的一个货物运送装罝图，

其中，AB是长L=10m的传送带，BC是平台，AB两端的高度差h=2.5m，传送带在电动机M的带动下顺时针匀速转动．现有一质量m=542.7kg的货物，从A端随传送带一起匀速地被运送到平台BC上，传送带运行的速度v=4m/s．由于轮轴等方面的摩擦，电动机输出功（转化为机械功）的效率η=80%，电动机允许通过的最大电流为25A．取g=10N/kg求：
（1）要使该货物从A端运送到B端，电动机需工作多少时间？
（2）货物从A端运送到B端，需克服重力做多少功？电动机的输出功率是多大？
（3）如果电动机接在电压U=380V不变的电源上，电动机中线圈的电阻r=1.9Ω，在把货物从A端运送到B端的过程中，电动机消耗的电能是多少？

如图所示，是某鱼缸水温凋节器的原理图，

其中R₁为阻值可调的电热丝，开关S₂为单刀双掷开关．开关S₁闭合．S₂接b时，电路处于加热状态；当开关S₁断开、S₂接a时，电路处于保温状态．已知U=220V，R₂=600Ω，R₂不会短路．取水的比热容c=4.2×10³ J/（kg•℃）．试问：
（1）当电路处于加热状态时，通过电阻R₂的电流为多少？
（2）当电路处于保温状态时，若电路消耗的功率P=48.4W，则电热丝R₁连人电路的阻值应为多少？
（3）当电路处于加热状态时，要将缸中m="48.4" kg的水温度升高△t=2.0℃，现调节电热丝R₁使其阻值为=200Ω，则加热需多少时间？（假设电热全部被水吸收，且无热量散失）

某种电热毯是由内部嵌入一根较长的电阻丝制成的，铭牌如图．
（1）正常工作时，通过电阻丝的电流是多少？（结果保留两位小数）
（2）若睡前电热毯正常工作半小时可以达到舒适的温度，求半小时内电流座了多少功？

产品名称：电热毯 规格：1.5m×1.2m

额定电压：220V 额定功率：80W

 

（1）如图，是号称”绿色节能“的路面减速装置，当车辆驶过减速装置时，该装置会发电．

这种高科技的“夜间交警”在帮助车辆减速的同时还能为交通指示起到供能作用．这些在斜坡上的减速装置是由一种与路面齐平的垫板构成，在垫板里面有一系列类似于感应嵌板的物体．当有车辆经过路面时，路面下活动的嵌齿会是嵌板上下浮动，从而像一个小型发电机一样产生电能．据估计，足够稳定的车流量将会使节能装置的发电功率达到10kW．
①该装置的原理是　                                   　；它工作过程中能量的转化关系是把机械能转化成　             　．
②该装置在足够稳定的车流量的情况下，工作8小时的发电量是多少度？
③如果该装置在足够稳定的车流量的情况下，工作8小时所获得的机械能是1.44×10⁹J，则该装置的发电效率是多少？
（2）2000年8月12日，被号称世界“吨位最大、武备最强”的俄罗斯“库尔斯克号”核潜艇在巴伦支海域参加军事演习时遇难，引起国际社会的普遍关注，对核潜艇的救援与打捞提出了许多方案．（海水密度近似取ρ=1.0×10³kg/m³．g取10N/kg）
①救援方案之一，按海难救援国际惯例，让潜水员从海面潜到遇难核潜艇，打开紧急逃生舱盖．8月19日晚，挪威潜水员用时10分钟从海面下潜到深106米的核潜艇处，打开了紧急逃生舱盖．求潜水员下潜时的平均速度是多少米/分钟？
②若舱盖面积S=0.5m²，则海水对舱盖的压力F约为多大？
③打捞方案之一，在潜艇周围缠满可充气的负载量大的浮力袋，用增大浮力的办法打捞．已知潜艇的质量m=1.4×10⁷kg，若每只浮力袋充气后的体积V₀=10m³，请估计需用这种浮力袋多少只：[提示：由于只是估算，所以粗略计算需用浮力袋的只数时，可以忽略充气浮力袋的重力和核潜艇排开水的重力，而近似认为是充气浮力袋所受的浮力来托起核潜艇的重力]
④试分析浮力袋充气后，核潜艇在水中的运动情况．

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）

某省在沿海地区建造了风力发电厂，如图．下表给出了不同风速下每台风力发电机的发电功率：

平均风速m/s	5	6	8	9
功率kW	10	16	38	55

⑴风能是     （选填“可再生”或“不可再生”）能源
⑵若在某时间内平均风速为5m/s，一台发电机工作1h，获得的电能是多少？
⑶如果这些电能用来给效率为80%的电动车提供动力，可以使电动车以18km/h的速度匀速直线行驶2h，则电动车的牵引力是多少？

甲乙两个灯泡分别标有“220V 40W”,“220V 60W”字样，并联在220V电源上，通过灯丝电流大的是        （选填“甲”或“ 乙”）灯泡，两灯电阻较大的是     （选填“甲”或“ 乙”）．使用相同时间，甲乙两灯消耗的电能之比是     ．

在“地球一小时”活动中，北京的鸟巢、水立方等在3月28日晚上八点半关灯一小时，在美丽的黑暗中展示它们对节能减排、应对全球气候变化无声的支持。假设鸟巢中安装了6000只85W的大功率节能灯，那么此次活动将节约      kW·h的电能，相当于     kg热值为3.0×10⁷J/kg的标准煤完全燃烧所放出的热量。

下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R₁和R₂均为电热丝。求：
（1）电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能；
（2）电烤箱在低温档正常工作时，R₂的阻值是多少；

XX牌电烤箱
额定电压	220V
额定功率	高温档	1100W
低温档	440W
电源频率	50Hz

小明同学从互联网获息规格“PZ-220-40”白炽灯泡的电流与电压关系如图．这只灯泡在220V电压下工作时，1min消耗的电能是         J.若将两只这样的灯泡串联接到220V的电路中，每个灯泡的实际功率为         W，此时灯丝的电阻为     Ω．

如图分别是电冰箱和电风扇的铭牌，下列判断不正确的是：

A．电冰箱正常工作12h和电扇连续运转12h，消耗电能相同

B．电冰箱正常工作时电功率为75W

C．电冰箱和电风扇工作时都是将电能转化为机械能

D．电冰箱每天工作时间累计为8h