初中物理电功与电能的计算试题

如图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L的额定电压为6V，R ₁为某特殊电阻元件，通过它的电流与其两端的电压的关系如图乙所示。当闭合开关S ₁、S ₃，断开S ₂，滑片P置于b端时，灯泡L正常发光，电流表的示数为0.9A．求：

（1）灯泡L的额定功率；

（2）当闭合开关S ₂、S ₃，断开S ₁，滑片P置于a端时，电流表的示数为0.4A，R ₂的最大阻值；

（3）当只闭合开关S ₂，滑片P置于a端时，电路消耗的总功率为1.2W，此时灯泡1min内消耗的电能。

电子驱蚊器利用变频声波直接刺激蚊虫中枢神经，使其非常痛苦，食欲不振，繁殖力下降，无法在此环境生存，从而达到驱蚊的目的其部分参数见表格，取g＝10N/kg关于驱蚊器下列说法错误的是（　　）

电子驱蚊器参数
额定电压	220V
额定功率	2W
声波频率	22kHz～55kHz
产品质量	60g
产品尺寸	9.9×6×3.3（cm ^3）

A．	驱蚊器的重力为0.6N
B．	驱蚊器发出的声音能被正常人听到
C．	驱蚊器刺激蚊虫中枢神经利用的是超声波
D．	驱蚊器工作10h消耗电能为0.02kW•h

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 $1\mathit{kW}\cdot h$

图甲是消防应急照明灯，使用时，将它接入家庭电路，当电路断电时，它能提供一段时间的应急照明。图乙是某款消防应急照明灯的模拟工作原理图、将应急照明灯接入家庭电路后，它将家庭电路电压转换为直流电压U，为蓄电池充电。同时，电流流过电磁铁A的线圈产生磁性，吸引衔铁B，使动触点C、E和静触点D、F脱开。当家庭电路断电时线圈中电流消失，电磁铁的磁性消失，衔铁复位，触点C、E和D、F接触，蓄电池给两只LED灯组供电，提供照明。每只LED灯组的额定电压为3.8V，额定功率为0.95W

（1）给蓄电池充电时，U的电压会高于蓄电池电压，所以在电路中要串联一个定值电阻R，关于定值电阻R的作用，以下说法错误的是 　　。

A．主要用来发热

B．可以保护电路元件

C．可以限制电流大小

D．可以分去部分电压

（2）两只LED灯组正常工作时，干路电流为多大？

（3）若该款应急照明灯接入家庭电路后，以I＝75mA的电流连续充电20h，蓄电池可以从无电能至充满；放电时，蓄电池释放的电能达到充满电时电能的60%时，LED灯组将不能正常工作。充、放电时蓄电池不会发热且电压保持3.8V不变。则该款应急照明灯蓄电池充满电后，可供两只LED灯组正常工作的时间为多长？

小明家安装了电热水龙头如甲图，其简化电路如乙图，、为电热丝，通过调节旋钮可使扇形开关同时接触两个相邻的触点，从而实现冷水、温水、热水档之间的切换。某次使用电热水龙头的过程中，水龙头的功率随时间的变化关系如丙图所示。

（1）当开关同时接触3、4触点时，水龙头放出的是　　（选填“冷水”、“温水”或“热水” 。

（2）求电热丝工作时的电阻大小。

（3）求该次使用过程中水龙头消耗的总电能。

电动汽车因其节能、环保而受到人们的青睐。某品牌电动汽车，驾驶员与车的总质量为1.6t，车静止时轮胎与地面接触的总面积为0.08m ²．汽车在平直公路上以10m/s的速度匀速行驶20min，此时驱动电机的输入电压为300V，电流为60A，汽车所受阻力为驾驶员与车总重力的0.1倍，g取10N/kg。求电动汽车：

（1）静止在水平地面上对地面的压强。

（2）匀速行驶过程中驱动电机消耗的电能。

（3）匀速行驶过程中牵引力的大小。

（4）匀速行驶过程中牵引力所做的功。

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。

智能手机给人们的生活带来极大方便，如通信、照相、学习和购物等。利用所学知识解决下列问题。

（1）人们在超市购物付款时只要打开手机扫一扫，就能快速付款，扫二维码时镜头相当于照相机，此时镜头到二组码的距离应满足 　　。

（2）手机用充电电池作为电源，如表格是某智能手机电池铭牌。简述手机充电时的能量转化，并计算电池充饱后储存的电能。

可充电锂电池 规格： $\mathbf{3}\mathbf{.}\mathbf{7}\mathit{V}\mathbf{2000}\mathit{mA}\mathbf{·}\mathit{h}$ 充电时，环境温度为 ${\mathbf{5}}^{\mathbf{°}}\mathbf{C}\mathbf{-}{\mathbf{35}}^{\mathbf{°}}\mathbf{C}$ 生产日期：20171120

（3）智能手机触摸屏相当于一根电阻丝，以水平方向为例，当手指触摸屏时。触摸点 $\mathit{P}$ 相当于手指）将电阻丝分为左右两部分。设左部分的电阻为 ${\mathit{R}}_{\mathbf{1}}$ ，右部分电阻为 ${\mathit{R}}_{\mathbf{2}}$ ，其结构可等效为如图所示电路，电源电压保持不变。当触摸点在水平方向向右移动时，触摸点 $\mathit{P}$ 到屏幕右边缘的距离减小，则 ${\mathit{R}}_{\mathbf{1}}$ 　　，流过 ${\mathit{R}}_{\mathbf{1}}$ 的电流 　　（均选填"增大"、"减小"或"不变"）

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？

如图所示，电源电压恒定， $R_1$的阻值为 $20\Omega$， $R_2$的阻值为 $10\Omega$．当 $S$闭合， $S_1$、 $S_2$断开时，电流表的示数为 $0.5A$．求

（1）电源电压；

（2）通电 $10s$内电路消耗的总电能；

（3）当 $S$、 $S_1$、 $S_2$都闭合时，电流表的示数变化了 $0.4A$．则 $R_3$的阻值是多大？

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　　 $h$。

为提倡节能环保，攀枝花市引进大量新能源电动公交车。为新能源公交车充电的导线较粗是为了减小导线的　　。若充电过程中充电电流为 $100A$，充电电压为 $380V$，则新能源电动公交车充电 $2h$消耗的电能为　　 $\mathit{kW}·h$。

小华将滑动变阻器和小灯泡串联组成了如图甲所示的调光电路，其电源电压为 $6V$，灯泡的额定电压为 $2.5V$．调节滑动变阻器的滑片，从 $a$端开始向 $b$端移动到某一位置的过程中，测出了多组电流和电压值，并绘制了如图乙所示的图象。求：

（1）滑动变阻器的最大阻值；

（2）小灯泡的额定功率；

（3）小灯泡正常发光 $10\mathit{min}$所消耗的电能；

（4）小华手边还有一只额定电压为 $1.5V$，正常工作时电阻为 $7.5\Omega$的灯泡，若将此灯泡替代甲图中的灯泡，请你通过计算说明该灯泡能否在这个电路中正常发光。