初中物理电功与电能的计算试题

如图为某款擦窗机器人，它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压，牢牢地吸附在竖直玻璃上。请回答：

（1）当它静止在竖直玻璃上时，受到的摩擦力方向是　　。

（2）擦窗机器人的擦拭速度是4分钟 $/$米 ${}^2$，要擦完总面积为3米 ${}^2$的窗玻璃需要　　分钟。

（3）工作时擦窗机器人对玻璃的压力为28牛，内外气压差达到800帕，求擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少平方米？

（4）擦窗机器人的总质量为1.2千克，工作时的实际功率为80瓦，它在竖直向上擦窗过程中有 $0.25\%$的电能用于克服重力做功。若窗户足够高，持续竖直向上擦窗20分钟，擦窗机器人可上升的最大高度为多少米？（取 $g=10$牛 $/$千克）

如图所示，灯L₁标有“6 V  3 W”字样，开关闭合后L₁恰好正常发光， 电流表A₁的示数为1.5A，假设灯泡电阻不变，求：

（1）电源电压；（2）L₂的电阻；（3）1min内电流对电路所做的功。

星期天，小明根据课本中有关“综合实践活动”的要求与提示，对家用电器进行相关观察和研究. 他以一只电热水壶为观察、研究对象，有关记录如下表：

观察对象	有关活动与相关记录
观察电热水壶铭牌	额定电压：220V       额定功率：1kW
观察电能表铭牌	有关参数：220V  10（40）A  50Hz  300r/kW•h
在电热水壶烧水时观察电能表	关闭家里其他用电器，只将电热水壶接入电路烧水. 观察电能表，表盘在2min内转过了9r.

请你就小明在活动中获得的有关资料，求解或提出有关问题。
（1）若不考虑温度对电热水壶中电热丝电阻的影响，求电热丝的电阻值
(2) 在电热水壶烧水过程中，根据电能表表盘的转动情况，求2min内电热水壶消耗的电能和电热水壶的功率。
(3) 实际小明用此电热水壶使2㎏的水的温度从20℃升至100℃，用时15min,求水需要吸收的热量和电热壶的效率。（C_水＝4.2×10³J／（㎏·℃））.

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 $6V~18V$

目前，一种可移动的太阳能红绿灯开始在不少城市的十字路口“站岗”。这种红绿灯具有节能和灵活的特点，可大大减轻交警的工作压力。这种太阳能红绿灯的主要技术参数见下表。白天太阳能电池板给红绿灯供电，同时多余的电能又给蓄电池充电。在阴雨天和晚上，蓄电池又给红绿灯供电，使红绿灯能连续工作，如图所示。

光电转换效率η	有效受光面积S	工作电压U	每个信号灯 规格U、P	使用条件T
20％	2㎡	24V	24V、30W	-30℃～70℃

 
（1）这种太阳能红绿灯底部装有4个轮子，可轻易移动到需要临时交通疏导或停电的地段。这4个轮子的作用是用   的方法来减小摩擦。
（2）设一天有效受光时间为8h，每平方米的面积上太阳辐射的功率P₀=10³W，则这种太阳能红绿灯电池板一天获得的电能是多少kwh?
（3）这种太阳能红绿灯分前、后、左、右四组，每组又由红、黄、绿三灯组成，共有12个信号灯。太阳能红绿灯电池板一天获得的电能，可供它连续正常工作多长时间？它正常工作时，干路电流是多大？（ 结果精确到0.1g）。

如图电路，电源电压为 $12V$且保持不变。闭合开关 $S$，当滑片 $P$置于变阻器的中点时，电压表的示数为 $4V$；当滑片 $P$置于变阻器的 $b$端时，电压表的示数变化了 $2V$，在 $10s$内定值电阻 $R_1$产生的热量为 $36J$．则下列结果正确的是 $($　　 $)$

A．电路中的最大电流为 $1A$

B．滑片 $P$在中点时， $10s$内滑动变阻器 $R$消耗的电能为 $60J$

C．滑动变阻器 $R$先后两次消耗的电功率之比为 $8:1$

D． $R_1$先后两次消耗的电功率之比为 $16:9$

小明读到了一则关于电热水壶存在虚假宣传的报道，报 道中说有些不法厂商将产品的额定功率在铭牌上故意标低． 小明家有一个新买的 电热水壶及其铭牌如图所示． 小明想检验电热 水壶的电功率是否存在问题，于是在电热水壶中装入20℃的水1kg，正常工作4min就把水烧开了（1标准大气压下）．求：

（1）根据铭牌计算该电水壶正常工作时，通过它的电流是多少？
（2）这壶水从 20℃到烧开，需要吸收多少热量？
（3）假设电热水壶产生的热量全部被水吸收，请你帮助小明计算一下他家的电热水壶是否存在功率虚报的问题？
（4）你认为不法厂商为什么要将产品的额定功率在铭牌上故意标低？

利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电．某市启动了“光伏工程”示范项目，在某中学的教学楼顶安装了总功率为20kW的光伏发电系统。
⑴一天的有效光照时间按8h计算，该光伏发电系统一天共发电多少kW·h？
⑵该光伏发电系统一天的发电量，如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成，需要燃烧多少kg煤？（煤的热值q_煤=3.0×10⁷J/kg ）
⑶请写出一条光伏发电的优点。
⑷人们利用太阳能的方式除光伏发电外还有：（a）绿色植物的光合作用是将光能转化为______能；（b）太阳能热水器是通过______的方式增加水的内能。

小满了解到从2012年10月1日起禁止进口和销售100W及以上普通照明白炽灯，推广使用节能灯，于是马上买来“220V 20W”的节能灯（图乙），与“220V 100W”的白炽灯（图甲）做了对比实验，发现两灯发光效果相当。

（1）试计算换用这只节能灯和使用原来的白炽灯相比，一年工作2000h节约的电能。
（2）若实际电压为200V，求该节能灯的实际功率。（结果保留整数）

电磁炉是一种高效、方便、卫生的新型灶具，为了研究电磁炉，小锋同学首先观察了家中的电能表，看到电能表的铭牌上标有“220V 10A”和“3000r/kW•h”字样．然后小锋关闭了家中其他用电器， 只把电磁炉接入电路中，将质量为3kg、初温25℃的水烧开，这个过程中电能表转盘转了900转。已知水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃），当时气压为标准大气压．
求：（1）加热过程中水吸收的热量；
（2）电磁炉的消耗的电功多少J；
（3）电磁炉的热效率．

小宇家购置一款用来煎烤食物的双面电饼铛，上下盘既可以同时加热，也可以把上盘掀开，使用下盘单独加热。电饼铛简化的内部电路如图甲所示，闭合开关 $S_1$，温控开关 $S_2$接接线柱“2”时，下盘加热。再闭合开关 $S_3$，上盘也开始加热。当温度超过设定温度时，温控开关 $S_2$自动转接接线柱“1”，电饼铛进入保温状态。电饼

铛部分参数如图乙。（忽略温度对电阻阻值的影响： $L_1$、 $L_2$、 $L_3$为指示灯，不计指示灯消耗的电能）求：

（1）下盘加热电阻 $R_1$的阻值和保温时电路中的额定电流；

（2）某次电饼铛在额定电压下煎烤食物时，指示灯 $L_1$、 $L_2$发光时间分别为 $10\mathit{min}$、 $5\mathit{min}$，电饼铛消耗的电能是多少？

（3）用电高峰时，小宇关闭家中其他用电器，用电饼铛下盘煎烤食物 $10\mathit{min}$，电能表（如图丙）的转盘转过500转，则电饼铛的实际电压是多大？

电烙铁的铭牌上标有“220V 25W”字样，它正常工作20s，消耗电能    J。

小波的妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机．下表是这个豆浆机的主要技术参数．如图甲所示是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，用来对液体加热煮沸．图乙是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作时的“P﹣t”图象．
请解答下列问题：

型 号	SYL﹣624
额定电压	220V
频 率	50Hz
电动机功率	120W
加热功率	1210W
容 量	1000mL

（1）豆浆机正常加热时的电流是多少？
（2）豆浆机正常加热时电热管的电阻是多少？
（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？

如图甲所示，是某兴趣小组在“伏安法测电阻”实验中分别作出R₁、R₂的U﹣I图象．小明利用R₁、R₂两个电阻设计了如图乙所示的实验电路，此时，电流表示为0.6A，则：

（1）R₁的阻值大小？
（2）在图乙的实验中R₂的阻值为多少？
（3）此电路1分钟内R₁、R₂消耗的电能之和是多少？
（4）如果小红将R₁、R₂串联，接入6V的电源两端，则通过R₂的电流是多大？

如图电路中，电源电压不变.当只闭合S₁时，电压表示数为3V，电流表示数为0.2A.则：1min内电路消耗的电能为         J。若把两表的位置互换后，闭合S₁、S₂，电流表的示数为0.5A，此时R₂消耗的电功率为        W。