初中物理电功与电能的计算试题

如图甲是电热水龙头，它能即开即热。图乙是电路简图，R₁，R₂为电热丝，通过开关的断开与闭合实现温水、热水的切换，参数如下表。电热水龙头正常工作时，求：

额定电压	220V
额定功率	温水	2200W
	热水	4200W

（1）只闭合S₁出温水时，电路中的电流。

（2）电热丝R₂的电阻。

（3）S₁和S₂都闭合出热水时，通电1s，可以将多少千克的水从18℃加热到38℃？[不计热量损失，c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）]

"创新"小组的同学们调查发现，雨雪天气里汽车后视镜会变模糊，影响行车安全。同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路。如图是加热电路原理图，电源电压 $100V$ ，加热电阻 $R_1$ 与 $R_2$ 阻值均为 $100\Omega$ ，电路低温挡除雾，高温挡除霜。同学们对电路进行模拟测试，开启除霜模式加热后视镜 $1\mathit{min}$ ，用温度传感器测得其温度升高了 $6^{°}\text{C}$ ．求：

（1）除霜模式下，电路中的电流；

（2）除霜模式下，电路的加热效率。 $[$ 查资料得：后视镜玻璃质量约 $0.5\mathit{kg}$ ，玻璃的比热容约 $0.8\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)]$

如图是某课外活动小组设计的小台灯电路图，S为单刀双掷开关，电源电压为12V，且保持不变，小灯泡的额定功率是6W，电阻R的阻值为6Ω．当开关S接“2”时，小灯泡恰好正常发光。若灯丝电阻不变，试求：

（1）小灯泡的额定电流是多少？灯丝的电阻是多少？

（2）小灯泡正常发光5min，电流通过小灯泡做的功是多少？

（3）开关S接“1”时，电阻R的功率是多少？

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。

小林家电热水瓶有加热和保温两档，下表是热水瓶的部分参数（外界大气压为1标准大气压），热水瓶装满初温为20℃的水，接在家庭电路中工作。已知水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），水的密度为1.0×10³kg/m³．求

型号	X　X　X
额定电压	220V
额定功率	1200W
保温功率	440W
额定容量	2L

（1）保温时通过电热水瓶插头的电流；

（2）加热时电热水瓶的总电阻（结果保留整数）；

（3）若不计热量损失，把满瓶水烧开，需多长时间。

某导体两端的电压为9伏，10秒内通过该导体横截面积的电荷量为6库，通过该导体的电流为 　　安，这段时间内电流做功为 　　焦。若将该导体两端的电压调整为12伏，其电阻为 　　欧。

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？

电阻温度计是由半导体材料制成的。如图甲是某半导体电阻R随温度变化的关系图象。根据这种半导体材料电阻的特性，小明和他的同学设计了一个电路（如图乙），可以测定某一环境的温度，使用的器材有：半导体电阻R、电源、电流表（0～100mA）、开关、定值电阻R₀（100Ω）、导线若干。

（1）定值电阻R₀在电路中的作用是什么？　 。

（2）当环境温度为10℃，电流表的读数为0.02A，求电源电压。

（3）当电流表的读数为0.04A时，求当时的环境温度。

（4）当环境温度为100℃时，半导体电阻R在100s内消耗的能量是多少？

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　　 $h$。