初中物理电功与电能的计算试题

如图所示， $R_1=10\Omega$， $R_2=20\Omega$， $R_3$的最大阻值为 $50\Omega$．当 $S_1$闭合， $S_2$断开，滑片移到最左端时，电压表的示数为 $2V$．求：

（1）电源电压。

（2）通电 $10s$内 $R_2$消耗的电能。

（3）现同时闭合 $S_1$、 $S_2$，求电路的最小功率。

“节能减排，绿色出行”是每个公民应具备的基本素养。小乔家新买了一辆电动自行车，他利用所学知识对该车进行了测试，他骑车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图所示速度和牵引力 $F$随时间 $t$变化的关系图象。已知匀速行驶时，电动机输入电压 $48V$，输入电流 $5A$，由图可知， $7~12s$电动车受到的摩擦力为　　 $N$；自行车匀速行驶时，电能转化为机械能的效率为　　。

为了保护环境，我们应大力提倡使用清洁能源。现要将 $20\mathit{kg}$的水从 ${16}^{°}\text{C}$加热到 ${50}^{°}\text{C}$，如果使用效率为 $85\%$的电热水器，需要耗电　　 $\mathit{kW}·h$；如果使用热效率为 $80\%$的天然气热水器，需要消耗　　 $m^3$天然气。已知水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，天然气的热值为 $3.2\times {10}^{7}J/m^3$（结果均保留到小数点后2位）。

关于家里的用电器，下列数据最符合实际的是 $($　　 $)$

A．白炽灯的正常工作电流约为 $0.1A$

B．遥控器的干电池电压约为 $220V$

C．空调制冷时的功率约为 $10W$

D．电扇正常工作 $1h$耗电约为 $1\mathit{kW}\cdot h$

某自动豆浆机工作时，电热管加热与电动机打浆过程交替进行，其部分参数如下表。

（1）空豆浆机放在水平桌面上，接触面积为 $4c{m}^2$，对水平面的压强为　　 $\mathit{Pa}$。

（2）不计热量损失，加热管正常工作 $80s$，可使 $1\mathit{kg}$豆浆的温度升高　　 ${}^{°}\text{C}[$取 $C_{\mathit{豆浆}}=4\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)]$；豆浆飘出阵阵香味说明分子在　　。

（3）电热管通电一段时间后变得很烫，而与豆浆机连接的导线却不怎么热，主要是因为导线　　，产生的热量少；若豆浆机正常打好一次豆浆的消耗的总电能为 $0.17\mathit{kW}·h$，加热与打浆的时间之比为 $3:1$，则打好一次豆浆需　　 $h$。

额定电压	$220V$
电机功率	$100W$
加热功率	$1100W$
净 重	$20N$

如图，电源电压恒定，小灯泡 $L$标有“ $6V3W$”字样，定值电阻 $R_2$的阻值为 $10\Omega$， $R_1$为滑动变阻器，开关 $S_1$、 $S_2$都闭合时， $L$恰好正常发光，电流表示数为 $1.1A$．求：

（1）小灯泡正常发光时的电阻；

（2） $S_1$、 $S_2$都闭合时， $R_1$在 $10\mathit{min}$内消耗的电能；

（3） $S_1$、 $S_2$都断开，调节滑片使 $R_2$的电功率为 $R_1$电功率的2倍时， $R_2$的电功率。

平衡车作为一种新兴的代步工具，深受年轻人的喜欢，小明最近购入一台平衡车，如图所示。他仔细阅读此款平衡车的说明书，主要参数如下：

平衡车整车参数		电池参数
净重	$12\mathit{kg}$	工作电压	$36V$
最高车速	$16\mathit{km}/h$	电池容量	$2.5\mathit{Ah}$锂电池
电动机额定功率	$900W$	智能 $\mathit{BMS}$	过压 $/$欠压 $/$短路 $/$过热保护
最大载重	$85\mathit{kg}$
轮胎与地面总接触面积	$100c{m}^2$

（1）该平衡车在水平路而正常行驶时，对地面产生的最大压强是多少？（要有计算过程）

（2）该平衡车的电池充满电后，所储存的电能为　　 $J$。

（3）平衡车脚踏位置布满花纹，其作用是　　。

人类正面临能源危机，为了找到更节能的光源，科学家做了大量的实验，实验发现下表中的 $\mathit{LED}$灯和白炽灯在正常工作时，光照强度相同。请通过计算回答下列问题：

（1） $\mathit{LED}$灯正常发光时的电流是多大？

（2） $\mathit{LED}$灯正常发光时的电阻是多大？

（3）正常工作 $10h$，使用 $\mathit{LED}$灯比白炽灯要节约多少电能？

类型	$\mathit{LED}$灯	白炽灯
发光原理	二极管发光	钨丝高温发光
额定电压	24伏	220伏
响应时间	${10}^{-9}$秒	${10}^{-3}$秒
额定功率	12瓦	100瓦

如图为科研人员研制的“发电鞋”，鞋的内部安装了磁铁和线圈，人在行走时发的电存储于蓄电池中，可用于手机充电。

（1）发电鞋发电时是利用　　原理工作的；

（2）穿该发电鞋以某速度行走，其平均发电功率约为0.4瓦，若以这样的速度行走10分钟，可产生电能　　焦。

冬季，养鸡场为了提高产蛋量，夜间需要在鸡舍里用电热器加热并用灯泡照明，白天需要在鸡舍里用电热器加热，不需要用灯泡照明。小阳根据上述要求设计了一种加热照明装置，这个装置的电路图如图所示，电阻 $R_1$和 $R_2$是两个用来加热且阻值不变的电阻丝，灯 $L$是标有“ $220V$　 $160W$”的照明灯泡，开关 $S_1$、 $S_2$的通断只有两种状态，一种是同时断开，另一种是同时闭合。该装置从早晨 $7:00$至 $17:00$处于白天工作状态，连续正常工作 $10h$，这段时间内电流表的示数为 $4.4A$，电阻 $R_1$的电功率为 $P_1$，电阻 $R_2$的电功率为 $P_2$，电路的总电功率为 $P$；该装置从 $17:00$至第二天早晨 $7:00$处于夜间工作状态，连续正常工作 $14h$。已知：电源两端的电压 $U$恒为 $220V$， $\frac{P_1}{P_2}=\frac{1}{4}$

求：（1）总电功率 $P$；

（2）电阻 $R_2$的阻值；

（3）从早晨 $7:00$到第二天早晨 $7:00$的 $24h$内，该加热照明装置共消耗电能多少千瓦时？

我国家庭照明电路的电压为　　 $V$；接在照明电路中的一盏电灯，正常发光 $25h$耗电 $1\mathit{kW}·h$，其额定功率为　　 $W$。

如图（a）所示是 $\mathit{HG}2004$家用蒸汽电熨斗的示意图和铭牌，使用时储水器中的水滴入气室，加热的铁质底板使水迅速汽化变成蒸汽，从底板喷出。

额定电压	$220V$	功能	汽烫、干烫
额定频率	$50\mathit{Hz}$	蒸汽方式	滴下式
底板面积	$160c{m}^2$	质量	$1.6\mathit{kg}$
额定功率	$1100W$	放置方式	自立式

（1）求电熨斗正常工作时的电流。

（2）熨烫前（未加水），电熨斗自然平放在衣服上，求它对衣服的压强。

（3）汽熨前先预热，使底板的温度从 ${20}^{°}\text{C}$升高到 ${220}^{°}\text{C}$，温控开关自动断开。已知底板的质量为 $1\mathit{kg}$，铁的比热容为 $0.46\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，求预热过程底板吸收的热量。

（4）汽熨时，滴汽室的水汽化带走热量，当底板温度降到 ${190}^{°}\text{C}$时，温控开关自动闭合，当加热到 ${220}^{°}\text{C}$时又断开，如此反复，若蒸汽电熨斗按如图（b）所示的程序工作，熨一件衣服用时 $10\mathit{min}$。求共消耗的电能。

无人驾驶飞机简称”无人机”，无人机的飞行控制系统简称“飞控”。无人机悬停还是飞行、向哪个方向飞行、上升还是下降等飞行指令都由飞控下达，飞控主要由感知飞行姿态的陀螺仪、 $\mathit{GPS}$定位模块、超声波传感器、气压传感器等各种功能的传感器及控制电路组成。

（1） $\mathit{GPS}$定位模块利用　　传递信息，其在真空中的传播速度为　　 $m/s$。

（2）超声波传感器可探测无人机在飞行时遇到的障碍物，这是因为超声波具有　　的特点。

（3）气压传感器可通过测定大气压值获知无人机所在位置的　　。

（4）某无人机由输出电压 $14.8V$、容量 $10000\mathit{mAh}$的电池提供飞行能量，该电池最多可提供　　 $\mathit{kW}·h$的电能，若这些电能的 $80\%$用于飞行，当飞行功率为 $200W$ 时，最长飞行时间为　　 $h$。

如图所示，小灯泡 $L$上标有“ $10V10W$”字样，闭合开关 $S$后，电流表的示数为 $0.5A$，若不考虑小灯泡电阻随温度的变化，则此时小灯泡的电功率是　　 $W$，小灯泡在 $1\mathit{min}$内消耗的电能是　　 $J$。

某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示。该电热水壶正常工作时，把 $1\mathit{kg}$水从 ${20}^{°}\text{C}$加热到 ${100}^{°}\text{C}$用时 $7\mathit{min}$，已知 $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$，求：

（1）水吸收的热量；

（2）电热水壶的热效率。

型号	$\mathit{xx}$
额定电压	$220V$
额定功率	$1000W$
频率	$50\mathit{Hz}$