初中物理电功与电能的计算试题

在综合实践活动中，小峰设计了一种煮饭电路，如图甲所示，图中 $R_1$和 $R_2$均为电阻丝， $S_1$是自动控制开关，煮饭时，将该电路接入 $220V$电源，在 $30\mathit{min}$内，电路总功率随时间变化的图象如图乙所示，求：

（1） $0~5\mathit{min}$内通过 $R_1$的电流；

（2） $30\mathit{min}$内电路消耗的电能；

（3） $10~15\mathit{min}$内 $R_1$的电功率。

小丽家在厨房里安装了如图甲所示的某款电热水龙头。图乙是它的工作原理图，旋转手柄可使扇形开关 $S$同时接触两个相邻的触点（当 $S$旋到位置1，只接触1触点；当 $S$旋到位置2，同时接触1、2触点，当 $S$旋到位置3，同时接触2、3触点）。通过旋转手柄带动开关 $S$，接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间的切换。当开关在1的位置时，水龙头放出冷水。定值电阻 $R_1=R_2=48.4\Omega$．请完成下列问题：

（1）当开关旋到位置2时，水龙头放出的水是　　（选填“温水”或“热水” $)$。

（2）当开关旋到位置3时，发热功率是　　 $W$；如果产生的电热全部被水吸收，通电42秒，能使质量为 $1\mathit{kg}$、 ${25}^{°}\text{C}$的水温度升高　　 ${}^{°}\text{C}$． $\left[C_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

小明的爸爸在“淘宝”上购买了一款新型“电烤箱”（如图甲所示），其原理是利用热空气流加热食物。工作电路图如图乙，工作时，当电烤箱内温度高于预设温度时，温控开关自动断开，电热管停止加热，当电烤箱内温度低于预设温度时，温控开关自动闭合，电热管重新开始加热，循环工作保障箱内温度维持为预设温度。已知电风扇的功率为 $50W$，电热管的电阻 $R_0$为 $44\Omega$．求：

（1）正常工作时电热管的功率；

（2）用这个“电烤箱”在一次焙烤鸡翅的过程中，定时开关设定为15分钟，电热管正常循环工作时， $P-t$图象如图丙所示，本次烤鸡翅共消耗多少电能？

一个额定功率为 $2000W$的电热水壶，连续加热 $210s$，可使壶内 $2\mathit{kg}$的水温度升高 ${45}^{°}\text{C}$，已知 $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$，求：

（1）此过程电流所做的功；

（2）此过程电热水壶的热效率。

如图所示，某家用电器具有加热、保温的功能。用电器发热电阻 $R$的额定电压为 $220V$，额定功率为 $605W$．加热时，按下温控开关 $S$与 $a$、 $b$接触，此时红色指示灯亮；当达到一定温度时，温控开关 $S$自动跳接到 $c$，使用电器处于保温状态，此时绿色指示灯亮。红灯标有“ $6V1.5W$”、绿灯标有“ $12V3W$”的字样，用电器工作时两灯均正常发光（虚线框内为用电器的加热和保温装置）。请根据以上信息解答下列问题：

（1）电阻 $R_1$的作用。

（2）当用电器处于加热状态时，加热装置 $1\mathit{min}$消耗的电能。

（3）该用电器在保温状态时，保温装置的发热功率和电阻 $R_2$的阻值。

小充同学看见他爸爸的手机锂电池上面标明电压为 $3.7V$，容量为 $3000\mathit{mA}·h$，则它充满电后存储的电能为　　 $J$；经查，该手机的待机电流为 $15\mathit{mA}$，则该手机最长待机时间为　　 $h$。

小明家有一只标有“ $220V100W$”的白炽灯，室温时的电阻为 $40\Omega$，开灯瞬间此白炽灯的电功率为　          　 $W$；正常工作 $10\mathit{min}$，此白炽灯消耗的电能为　         　 $J$；电能属于　          　（选填“一次”或“二次”）能源。

如图甲所示的电路中， $R_0$为定值电阻， $R$为电阻式传感器，电源电压保持不变，当 $R$阻值从0增大到 $60\Omega$，测得 $R$的电功率与通过它的电流关系图象如图乙，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A． $R$的阻值增大，电流表与电压表的示数都变小

B．电源电压为 $12V$

C．当电流为 $0.6A$时， $1s$内电路消耗的电能为 $21.6J$

D． $R_0$两端的电压变化范围为 $6V~18V$

新型电饭锅在煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式交替加热，其内部电路

如图所示， $R_1$和 $R_2$均为电热丝， $S_1$是温度自动控制开关，高、低温挡的额定功率见下表。煮饭时，闭合开关 $S$，电饭锅正常工作 $30\mathit{min}$消耗的电能为 $0.44\mathit{kW}·h$，求：

（1）煮饭时通过 $R_1$的电流。

（2）电热丝 $R_2$的电阻。

（3） $30\mathit{min}$内 $R_2$消耗的电能。

额定电压		$220V$
额定 功率	低温挡	$440W$
	高温挡	$1100W$

如图所示的电路图中，电源电压恒为 $9V$，电阻 $R_1=5\Omega$， $R_2=10\Omega$，开关 $S$闭合后，求：

（1）电流表 $A_2$的示数

（2）通过电阻 $R_1$、 $R_2$的电流在 $100s$内做的功

小宇同学要用家里标有“ $220V1210W$”的电热水壶烧水。他先观察了家中电能表的表盘如图所示，下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．电热水壶是利用电流的热效应工作的

B．小宇家上月消耗的电能为 $2695.2\mathit{kW}·h$

C．电热水壶正常工作 $100s$消耗的电能是 $1.21\times {10}^{5}J$

D．用电高峰时期，小宇关闭家里其它用电器，只让电热水壶工作，发现电能表指示灯闪烁10次所用时间为 $12s$，则电热水壶实际功率为 $1000W$

某同学在做“用电压表和电流表测量小灯泡电阻”实验过程中，某次电表的示数如图所示，则电流表的示数为　　 $A$，此时所测小灯泡的电阻是　　。此时小灯泡工作 $2\mathit{min}$，消耗的电能为　　 $J$。

阅读短文，回答问题：

阳光动力2号

如图所示，是进行过环球飞行的全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”。它的翼展达到了 $72m$，比一种大型波音飞机的翼展还要宽 $3.5m$；机长 $22.4m$，接近一个篮球场的长度。但由于它的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料制造，因此，它的质量只有 $2300\mathit{kg}$，与一辆中型轿车相差无几。

“阳光动力2号”上面共贴敷了17248片太阳能电池。这些电池可以产生最大 $70\mathit{kW}$的功率，这些电力输送给四台电动机带动螺旋桨给飞机提供动力。

白天，它会爬升到 $9000m$的高空以避开气流并最大化利用太阳能，而夜晚则半滑翔飞行，逐渐降低到 $1500m$高度，其速度并不大，因此夜里对能源的需求也大大减少。

（1）这种“极轻的碳纤维材料”的密度约为 $1.7\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，这个密度值表示的物理意义是：　                                                　。

（2）机身上的太阳能电池以最大功率工作，在 $30\mathit{min}$的时间内产生　       　 $\mathit{kW}·h$的电能。

（3）“阳光动力2号”从白天航行转为夜里航行过程中，它的重力势能　      　（填“逐渐增大”、“不变”或“逐渐减小”）。

某城市实施电网改造后，换用了脉冲式电能表。有一个脉冲式电能表表盘上标有“ $600\mathit{imp}/\mathit{kW}·h$”、“ $220V$ $10A$”等信息，说明该电能表指示灯每闪烁600次，电路中消耗的电能是 $1\mathit{kW}·h$．某同学家直接入一盏“ $220V$ $40W$”的电灯，使其单独工作 $2h$，则该电灯消耗的电能是　　 $J$，指示灯闪烁了　　次。

如图电路中，电源电压恒为 $4.5V$ ，灯泡规格是" $3V0.75W$ "。

（1）灯泡正常工作时，电压表 $V_1$ 、 $V_2$ 示数分别为多少？滑动变阻器接入的电阻为多少？

（2）灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能是多少？