初中物理电功与电能的计算试题

如图所示，电源的电压恒定R ₁、R ₂为定值电阻。R ₂的阻值为60Ω．只闭合开关S ₀时，电流表的示数为0.2A，再闭合开关S ₁时，电流表的示数为0.6A．求：

（1）电源的电压；

（2）电阻R ₁的阻值；

（3）开关S ₀、S ₁均闭合后，通电10s电路消耗的总电能。

生活中大多数电热器都有多个档位，学习了电功率知识后，小锐同学利用电压为6V的电源，两个阻值不同的定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热器多档位的问题。已知R₁=10Ω，R₂=30Ω，请计算:

（1）S₁、S₂断开，S₃闭合时，电路中的电流是多少?
（2） S₁断开，S₂、S₃闭合时，通电5min电路消耗的电能是多少?
（3）该电路的最大功率和最小功率之比是多少?

如图所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“6V 0.5A”字样。当S闭合，S₁、S₂断开，滑片P从b端滑到中点时，电流表的示数变化了0.1A，此时电压表的示数为6V；保持滑片P的位置不变，闭合S₁、S₂，电流表的示数又变化了2A；（不考虑温度对灯泡电阻的影响）。
请你通过以上的文字说明和相关数据，求：
 
(1)电源电压和滑动变阻器R的最大阻值是多少？
(2)当闭合S、S₁、S₂ 时，定值电阻R₀ 工作1分钟消耗的电能是多少？

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？

如图所示的电路，灯泡L标有"6V"的字样，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，当闭合S ₁，断开S ₂，灯泡L恰好正常发光，电流表示数为0.2A；当断开S ₁，闭合S ₂，且滑动变阻器的滑片移到最右端时，电压表读数为4V（假设灯丝电阻不变）求：

（1）电源电压；

（2）R ₀的阻值；

（3）当S ₁、S ₂同时闭合，且滑动变阻器的滑片移到最左端。通电5min整个电路消耗的电能。

如图所示的电路中，电阻R₁的阻值为10 W．闭合开关S，电流表A₁的示数为1.8 A，电流表A₂的示数为0.8 A．求：

（1）流过R₁的电流是多少A？
（2）R₂的电阻是多少W？
（3）闭合开关2 min后，R₁消耗的电能是多少J?

如图所示，电源电压保持不变，小灯泡灯丝电阻不随温度改变。当开关S₁、S₂都闭合时，滑动变阻器R₂滑片位于某点A时，电压表V₁的示数为U₁，电压表V₂的示数为U₂，电流表的示数为I₁，电阻R₁消耗的电功率为P₁，滑动变阻器消耗的电功率为P_A；当只闭合开关S₁时，滑动变阻器R₂滑片位于某点B时，电压表V₁的示数为U₁ˊ，电压表V₂的示数为U₂ˊ，电流表的示数为I₂，电阻R₁消耗的电功率为P₁ˊ，滑动变阻器消耗的电功率为P_B ，此时小灯泡消耗的功率是其额定功率的四分之一；仍只闭合开关S₁，再将滑动变阻器R₂滑片滑至最右端，此时小灯泡恰好正常发光。已知：U₁﹕U₂＝1﹕3，U₂﹕U₂ˊ＝3﹕2，P_A﹕P_B＝2﹕1，P₁＝0.4W。请你计算出：

（1）I₁与I₂的比值； 
（2）小灯泡的额定电功率；
（3）当只闭合开关S₁时，滑动变阻器R₂滑片位于某点B时，通电2min，电路消耗的电能。

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？

小林同学家新买了一台电热水器，说明书的部分内容如表所示。小林按说明书要求给热水器装满水，通电50 min，观察到热水器上温度计示数由23℃上升到45℃，已知水的比热容是4.2×10³J/（kg·℃）。求：

额定电压  220V 额定频率  50Hz 输入功率  1600W 水箱容积  50L 生产编号 ××

（1）在加热过程中，水箱中水吸收的热量是多少?
（2）电热水器加热过程中消耗的电能是多少?
（3）比较（1）、（2）两问计算结果， 你认为违背能量守恒吗? 为什么?

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。

一台直流电动机，线圈电阻为0.5Ω，接在12V电源上，通过的电流为2A，这台电动机工作5min消耗了多少电能？有多少电能转化为机械能？

某电热砂锅的简化电路如图甲。 $R_1$、 $R_2$为发热电阻， $S$为旋转型开关， $a$、 $b$、 $c$、 $d$为触点，通过旋转开关 $S$可实现“关”、“低档”、“高档”之间的转换，工作时先用高档加热锅内汤料到沸腾，再用低档持续加热食物，使食物“汤浓味鲜”。

（1）高档加热时，开关 $S$应旋至触点　　（选填“ $\mathit{ab}$”、“ $\mathit{bc}$”或“ $\mathit{cd}$” $)$位置。

（2）某次烹饪一共用时6小时，电功率与加热时间的关系如图乙所示，则本次烹任共消耗多少电能？

（3）发热电阻 $R_1$和 $R_2$的阻值分别为多少？

（4）生活中，有时也会选择电压力锅烹饪，因为电压力锅煮熟相同质量的同种食物，通常比电热砂锅更省电。请你从能量利用率的角度，结合所学知识对电压力锅能省电作出简要的解释。

某用户电子式电能表的表盘上标有“2000imp／(kW·h)”的字样，若3min电能表表盘上的指示灯闪烁了40次，则这段时间内该用户消耗的电能为________J，所有用电器的总功率为________W。