初中物理电功与电能的计算试题

如图甲所示电路，电源电压不变，小灯泡 $L$上标有“ $3.6V0.3A$”字样，其 $I-U$图象如图乙所示。当闭合 $S_1$、断开 $S_2$，滑片移到某点 $a$时， $R_0$两端电压为 $10V$，电流表示数为 $I_a$，变阻器消耗的功率为 $P_a$；当闭合 $S_2$、断开 $S_1$，滑片移到某点 $b$时，小灯泡正常发光，电流表示数为 $I_b$．变阻器消耗的功率为 $P_b$．已知 $P_a:P_b=25:27$， $I_a:I_b=5:3$．求：

（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？

（2）当闭合 $S_2$、断开 $S_1$，移动滑片使电流表示数为 $0.1A$，通电 $1\mathit{min}$电流通过小灯泡所做的功是多少？

（3）电源电压是多少？

如图所示是一种常见的封闭电热水袋，其性能参数如表中所示。已知电热水袋加热效率为 $80\%$，水的比热容 $c=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，水的密度 $\rho =1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$．将袋内 ${20}^{°}\text{C}$的水加热到自动断电，求：

（1）袋内水吸收的热量。

（2）需要的加热时间。

额定电压	额定加热功率
$220V$	$400W$
袋内充水	自动断电温度
$1.0L$	${60}^{°}\text{C}$

如图所示，小灯泡 $L$ 的额定电压为 $3.8V$ ，定值电阻 $R$ 阻值为 $20\Omega$ ，闭合开关，流过 $R$ 的电流为 $0.1A$ ，流过 $L$ 的电流为 $0.2A$ ．求：

（1）此时 $L$ 的电阻；

（2） $L$ 的实际功率；

（3）通电 $20s$ ， $L$ 、 $R$ 共消耗的电能。

人类已进入智能化时代。小明家安装了空调智能控制系统，空调自动开启条件是：家中有人且室温等于或高于 ${26}^{°}\text{C}$． $S_1$和 $S_2$是控制空调开启的两个智能开关，当家中有人时 $S_1$自动闭合，家中没有人时 $S_1$自动断开；当室温等于或高于 ${26}^{°}\text{C}$时 $S_2$自动闭合，室温低于 ${26}^{°}\text{C}$时 $S_2$自动断开，则控制空调开启的电路示意图是图甲和图乙中的　　。已知小明家某天室内温度变化情况如图丙所示，当天 $8h-12h$和 $14h-18h$家中没有人，空调的额定电压是 $220V$，额定功率是 $1\mathit{kW}$，则这台空调当天消耗的电能是　　 $\mathit{kW}\cdot h$。

如图甲是一种电热加湿器，其原理如图乙所示，闭合开关，当电热丝R将加热仓中的水加热到沸腾后变成水蒸气喷出，增加空气的湿度。当加热仓中的水对底部的压强减少到一定程度时，注水阀门便会自动打开从储水箱中注水。加湿器的工作电压为220V，最大功率为40W，气雾调节器R₂的阻值范围是0﹣1210欧。求：

（1）电热丝R₁的电阻值；

（2）若加热仓以最大功率工作时的效率为84%，那么将加热仓中质量为30g温度为20℃的水加热到100℃需要多长时间？[c_水＝4.2×10³J（kg•℃）]

（3）设电热丝电阻不变，电热丝R₁工作时最小功率是多少？

利用如图所示装置研究电功，电动机工作时两端电压为 $6V$，通过的电流为 $1A$，在 $5s$内将质量为 $4\mathit{kg}$的重物匀速提升 $0.6m$。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．重物上升过程中动能转化为重力势能

B．重物增加的机械能是由电能转化来的

C．此过程中电动机消耗的电能为 $30J$

D．此过程中电动机对重物做的功等于电流做的功

图甲是某型号视频展示台，其摄像头中的镜头相当于一个焦距可调的凸透镜，使用时，将物品放在展示台的摄影面板上。

（1）该视频展示台摄像头的镜头焦距可调范围为 $5.4\mathit{mm}-64.8\mathit{mm}$，把一张照片放在投影面板上，镜头离投影面板的距离为 $40\mathit{cm}$，照片通过镜头成的像是　　

$A$．放大的实像     $B$．缩小的实像 $C$．放大的虚像       $D$．缩小的虚像

（2）与视频展示台配套使用的投影幕是依靠电动机来控制升降的，小明用如图乙所示的电路进行模拟研究，电路中直流电动机的线圈电阻为 $2\Omega$， $R_0$为阻值是 $10\Omega$的定值电阻，电源电压保持 $12V$不变，闭合开关 $S$，当电动机正常工作时，匀速提升重为 $0.4N$的物体，此时电压表示数为 $6V$，求：

①电动机正常工作时，通过电阻 $R_0$的电流是多大？

②电动机正常工作2秒所消耗的电能是多少？

③若电动机正常工作时，有 $5\%$的机械能用来提升物体，物体在2秒内上升的高度是多少？

如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图，该电热锅有两挡，分别是高温挡和保温挡。 $R_1$ 与 $R_2$ 均为电热丝， $R_1$ 的阻值为 $66\Omega$ ， $S_1$ 为温控开关，保温挡时的总功率是 $440W$ 。求：

（1）保温挡时电路中的电流；

（2）高温挡时的电功率；

（3）若该电热锅煲汤时，高温挡工作 $0.5h$ ，保温挡工作 $1h$ ，则在此过程中消耗的电能是多少 $\mathit{kW}\cdot h$ 。

有一只标有“ $6V3W$”字样的灯泡 $A$和一只定值电阻 $B$， $A$和 $B$的电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示。则正确的有 $($　　 $)$

A．定值电阻 $B$的阻值为 $6\Omega$

B．将 $A$、 $B$串联接在 $9V$电源两端，灯泡 $A$正常发光

C．将 $A$， $B$并联接在 $6V$电源两端， $10s$内电路消耗的电能是 $30J$

D．将 $A$与一个滑动变阻器串联接在 $6V$电源两端，如图乙所示，当灯泡的功率与滑动变阻器的功率相等时，滑动变阻器的功率为 $0.9W$

下表示某型号电烤箱铭牌部分参数，其内部电路图如图所示， $R_1$和 $R_2$均为电阻丝，电烤箱在低温挡正常工作 $0.5h$所消耗的电能是　　 $\mathit{kW}·h$， $R_2$的阻值是　　 $\Omega$。

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

冬天，人们常用电热毯来取暖。如图所示，是某品牌电热毯的等效电路，有高温挡和低温挡，低温挡电功率为 $25W$，已知电阻 $R=484\Omega$．求：

（1）开关 $S$闭合时电热毯处于　　档；

（2）电热毯在低温挡下工作1小时所消耗的电能；

（3）电阻 $R_0$的阻值。

如图甲所示电路中，定值电阻 $R$的阻值为 $20\Omega$，电源电压保持不变。闭合开关 $S$后，整个电路正常工作，两电流表的表盘均如图乙所示。求：

（1）通过灯泡 $L$的电流是多少安？

（2）电源两端的电压是多少伏？

（3）灯泡 $L$消耗的电功率是多少瓦？

（4）整个电路工作 $10s$消耗了多少焦的电能？

如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关 $S$可根据水温自动切换加热和保温两种状态， $R_1$、 $R_2$是发热电阻，热水器主要参数如下表。 $[$水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)]$

额定电压	$220V$	容积	$30L$
加热功率	$2000W$	保温功率	$800W$

（1）开关 $S$跳至　　触点位置时，热水器进入保温状态，水箱内装满水时，水的质量为　　 $\mathit{kg}$。

（2） $R_2$的阻值为多大？

（3）水箱中装满初温为 ${25}^{°}\text{C}$的水，加热使温度升高到 ${55}^{°}\text{C}$，水需要吸收多少热量？

（4）在上述加热状态下，热水器正常工作 $35\mathit{min}$需消耗多少电能？加热效率是多少？

有两个电阻：R ₁＝6Ω，R ₂＝8Ω，若将它们串联在电路中，则在相同时间内消耗的电能之比W ₁：W ₂＝ 　 　；若将它们并联在电路中，它们在相同时间内产生的热量之比Q ₁：Q ₂＝       　。

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　　 $h$。