初中物理电功与电能的计算试题

如图所示的电路图中，电源电压恒为 $9V$，电阻 $R_1=5\Omega$， $R_2=10\Omega$，开关 $S$闭合后，求：

（1）电流表 $A_2$的示数

（2）通过电阻 $R_1$、 $R_2$的电流在 $100s$内做的功

2011年3月26日晚8︰30～9︰30，江阴与世界众多城市一起参与了“地球一小时”活动，活动倡议熄灭不必要的灯光，切断电视、电脑等电器电源。小明在活动宣传中了解到：只要电源插头没有拔掉，在待机状态下，每台电脑的功率为5.8W，每台电视机的功率为8.2W。
（1）小明所在小区有100台电脑和100台电视机，若在活动中均由原来的待机状态改为切断电源1h，此举一共可节约电能多少J？
（2）节约的电能完全被水吸收，能让多少kg水温度从20℃升高到60℃？[c_水=4.2×10³J/（kg·℃）]
（3）标有“220V，1000W”的电热水器正常工作，将与第（2）问中质量相同的水升高相同的温度，需要100min，该电热水器的效率是多少？用电高峰期，若此电热水器两端的实际电压仅为200V，它的实际电流为多大？（电热水器的电阻恒定，结果只保留整数，四舍五入）

如图1是某热水器的电路原理图．烧水时，按下温控开关S和a、b接触，红色指示灯亮，加热档工作，电热管的功率是880W．当水温升到设定温度t₁时，温控开关接触点断开，电热管停止加热．当水温下降到设定温度t₂时，S自动上升与接触点c接通，黄色指示灯亮，保温档工作，电热管的功率是220W．当水温上升到设定温度t₁时，温控开关触点断开，电热管停止加热．如此不断往复使水温保持在设定的温度范围内，（指示灯电阻很小，计算时可忽略不计）
（1）试分析R₂在电路中所起的作用．
（2）求R₁的大小．
（3）图2是该热水器工作时温度随时间变化的图象，求30min内电热管消耗的电能．

有一种WSJ-60型号的新电热壶，其铭牌标志如图所示。现将一满壶20℃的水在额定电压下烧开需时5min,已知外界气压为1标准大气压，水的比热容为4.2 x 10³J/(kg·℃）。求：

（1) 水吸收的热量。
（2）电热壶的效率。
(3）小明发现在用电高峰时烧开一满壶20℃的水需时  6min 3s，那么此时电路的实际电压是多少？

水资源的缺乏越来越成为社会关注的热点，很多企业都通过污水处理来节约生产用水。我市某企业在生产系统中每使用100吨水，就有96.2吨来源于处理后的循环水，补充的水仅3.6吨，问：

（1）每使用100吨水，所补充新水的体积为多少？

（2）使用抽水机将这些补充的新水抽到比原来高10米的蓄水池中需用50秒，则抽水机对这些水所做功是多少？（g＝10N/kg）

（3）抽水机工作时两端的电压为380V，通过的电流为25A，则抽水机的效率是多少？

标有“6V   6W”的灯泡L₁和“6V  3W”的灯泡L₂串连接入电路中．L₁灯丝的阻值是　 　Ω，通过两灯的电流之比是　 　，两灯在相同时间内消耗的电能之比为　 　．（不考虑温度对灯丝电阻的）

如图所示为电吹风的电路原理图．电动机M上标有“220V  100W”字样，电热丝的电阻R=88Ω．求：

（1）闭合S₁、断开S₂，正常工作当送风8min，消耗的电能；
（2）闭合S₁、S₂，正常工作当送热风时，电路消耗的总功率．

如图所示为“电子秤”的原理图： $A$为托盘， $P$为金属滑片且固定在托盘下的轻质弹簧上，并能随轻质弹簧一起上下滑动，当托盘中不放物体时， $P$位于 $R$的最上端。已知 $R_0=5\Omega$， $R$的最大阻值为 $15\Omega$，电源电压恒为 $3V$．

（1）图中的质量表应该用什么电表改装？　　。

（2）“电子秤”称重物时电路中电流的最小值和最大值分别为多少？

（3）当开关 $S$闭合，不称量重物时，电子秤 $10\mathit{min}$内消耗的电能为多少？

如图甲是某同学设计的多档位电热水器工作电路图，电源电压恒为220V， LED是额定电流为10mA的发光二极管,用于指示电路的通断，当R₀的阻值为21900Ω时,LED灯正常发光；R₁和R₂是两根阻值均为110Ω的电热丝，温控开关是内有绝缘圆盘的旋转开关，外形如图乙所示，在圆盘的边缘依次有6个金属触点（在图乙中用“○”表示，“○”中标有1、2、3、4编号，编号相同的触点用导线连接）。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点接通。例如，图乙中，旋钮上的箭头指向图中位置A，此时，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通。当旋钮上的箭头指向A、B、C不同位置时，可以实现高、中、低三档加热功率。

（1）试分析电路中R₀的作用。
（2）当旋转开关转到    （填“A”、“B”或“C”）位置时，为低温档；此时电热水器加热功率为多少?
（3）LED指示灯正常工作1小时消耗的电能是多少？

图甲是家用电吹风的工作原理图电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风。

（l）要让电吹风工作时吹出热风，它的开关应置于图甲中  （选填“1 ”、‘2 ”或“3 "）位置，此时电风扇与电热丝的连接方式是   。
（2）某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随时间的变化关系如图乙所示，则在该次吹干头发过程中电吹风消耗的总电能是       J
（3）电热丝在工作时的电阻值是   Ω（保留一位小数）
（4）使用几年后，发现电热丝变细，则其电阻变   ，它的实际功率将变    。

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。

小明家购买了一台高效节能空调，其空调的部分参数如下表：

额定制冷量／W	5000	室内机组噪声／dB	≤45
额定制热量／W	5300	室外机组噪声／dB	≤57
额定制冷输入功率／W	1850	室内机外形尺寸（长×宽×高）／mm^3	195×1014×320
额定制热输入功率／W	1880	室外机外形尺寸（长×宽×高）／mm^3	253×800×646
工作电压／V	220	能效级别	3

（1）小明家已有家用电器的总功率是3340W，家里电能表、空气开关、导线的规格分别为：“220V 40A”“220V 20A”“220V 20A”．若将空调直接接入电路，请通过计算说明在使用时可能会出现什么现象．如何解决？
（2）若小明家夏天空调制冷共正常工作200h，耗电多少度？

家庭用的电热饮水机，有加热和保温两种工作状态。加热前温控开关S₁处于闭合状态，闭合开关S后饮水机开始加热，当水箱内水温达到98℃时温控开关S₁自动断开，饮水机处于保温状态；当水温降至一定温度t时，S₁又闭合重新加热。饮水机的铭牌数据与电路原理图如下：

水箱容量	额定电压	加热功率	保温功率
2L	220V	440W	40W

 
求：（1）正常加热时通过饮水机的电流；
（2）正常加热时电阻R₂的阻值；
（3）若饮水机重新加热一次的时间为5min，加热一次消耗的电能。

风是永不枯竭的能源。自古以来风能就受到人们的青睐，帆船、风车都是对风能的利用。现在，由于电能的广泛利用，风力发电得到世界各国的高度重视。

（1）风力发电机是根据　　原理制成的。为提高捕获风能的效率，叶片设计是风力发电机研制的核心技术之一，叶片截面制成图甲的形状，当风以图乙所示的角度流经叶片时，叶片会按　　方向转动（选填“顺时针”或“逆时针” $)$。

（2）由于远海的风能资源更丰富，海上发电必定会向远海发展。远海发电机需安装在漂浮式基础上（如图丙），若它们的总质量达11200吨，则漂浮式基础的总体积至少需要多少米 ${}^3$？（海水密度取 $1.0\times {10}^3$千克 $/$米 ${}^3)$

（3）传统的火力发电不仅会释放各种大气污染物，而且效率不高，每生产1千瓦时的电能需要消耗标准煤约0.4千克。若功率为30000千瓦的风力发电机组工作24小时，相当于替代标准煤多少吨？

【考点阿基米德原理的应用；电功与电能的计算

为进一步推广使用高效节能空调，自2009年6月1日，财政部、国家发改委采取补贴方式推广高效节能空调。小明家响应倡导，购买了一台高效节能空调，共空调的部分参数如下表：

额定制冷量 ／W	5000	室内机组噪声B(∧)	≤45
额定制热量 ／W	5300	室外机组噪声dB(∧)	≤57
额定制冷输入功率 ／W	1850	室内机外形尺寸(长×宽×高)／mm	195×1014×320
额定制热输入功率 ／W	1880	室外机外形尺寸(长×宽×高)／mm	253×800×646
工作电压／V	220	能效级别	3

(1)小明家已有家用电器的总功率是3340W，家里电能表、空气开关、导线的规格分别为：“220V 40A”、“220V 20A”、“220V 20A”。若将空调直接接入电路，请通过计算说明在使用时可能会出现什么危险？如何解决？
(2)若小明家夏天空调制冷共正常工作200h，耗电多少度？
(3)夏天空调工作时，小明发现室外机旁在滴水，请问这些水是在哪里形成的？解释它的形成过程。