初中物理电功与电能的计算试题

如图所示，是某鱼缸水温凋节器的原理图，

其中R₁为阻值可调的电热丝，开关S₂为单刀双掷开关．开关S₁闭合．S₂接b时，电路处于加热状态；当开关S₁断开、S₂接a时，电路处于保温状态．已知U=220V，R₂=600Ω，R₂不会短路．取水的比热容c=4.2×10³ J/（kg•℃）．试问：
（1）当电路处于加热状态时，通过电阻R₂的电流为多少？
（2）当电路处于保温状态时，若电路消耗的功率P=48.4W，则电热丝R₁连人电路的阻值应为多少？
（3）当电路处于加热状态时，要将缸中m="48.4" kg的水温度升高△t=2.0℃，现调节电热丝R₁使其阻值为=200Ω，则加热需多少时间？（假设电热全部被水吸收，且无热量散失）

中考前，由于气温偏高，小瑞的妈妈为了让他有一个更好的学习环境，特地买了一台冷热两用的空调安装在他的房间.这台空调的说明书中主要数据如表所示，问：

电源电压	220V
频   率	50Hz
额定制冷功率	1320W
额定制热功率	1420W

 
（1）空调工作时应选__________孔插座．
（2）空调正常制冷时电流为多大?连续正常制冷30min消耗的电能为多少kW·h?
（3）夏天由于空调使用较多，供电系统负荷增大，应如何使用空调有利于减轻供电系统负荷及节能?（答出一点即可）

额定功率为 $2\times {10}^{3}W$的家用电热水器，正常工作 $24\mathit{min}$消耗的电能为　　 $\mathit{kW}·h$，若这些电能的 $70\%$被水完全吸收，则能使体积为 $6L$、温度为 ${25}^{°}\text{C}$的水在一个标准大气压下升高　　 ${}^{\circ }\text{C}}\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$。

塔吊是一种常见的起重设备，图是塔吊的示意图。电动起重机在 $2\mathit{min}$内将质量为 $3t$的物体匀速提升 $30m$高，又用 $1\mathit{min}$使物体在水平方向平移 $15m$。 $(g$取 $10N/\mathit{kg})$求：

（1）吊物体的钢丝绳 $3\mathit{min}$内对物体所做的功；

（2）吊物体的钢丝绳 $3\mathit{min}$内对物体所做功的功率；

（3）若电动机提升物体时的效率为 $90\%$，平移物体时的功率为 $2\mathit{kW}$，求电动机 $3\mathit{min}$内消耗的电能。

如图所示， $R_1=6\Omega$，灯 $L$标有“ $12V6W$”字样， $R_2$标有“ $20\Omega 3A$”字样，电流表量程为“ $0~3A$”。开关都闭合时，灯 $L$正常发光。电源电压与灯丝电阻均保持不变，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．电源电压是 $12V$

B．断开开关 $S_1$、 $S_2$，闭合开关 $S_3$，当电流表示数为 $1.5A$时， $R_2$在 $1\mathit{min}$内消耗的电能是 $270J$

C．开关都闭合，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值是 $6\Omega$

D．电路消耗功率的最小值是 $4.8W$

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：

（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？

空气炸锅，因其烹制食物脂防含量低，美味酥脆，无油烟味，深受广大市民青睐。如图甲所示，为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻。 $R_1=50\Omega$， $R_2=200\Omega$．额定工作电压为 $220V$，内部电路可简化为图乙所示电路，当开关 $S_1$闭合，开关 $S$接 $b$端时为高温挡；开关 $S_1$闭合，开关 $S$断开时为中温挡。

（1）中温挡正常工作时，求流过电阻 $R_2$的电流。

（2）高温挡正常工作时，求电阻 $R_1$、 $R_2$消耗的总功率。

（3）若用此空气炸锅加工薯条，原料薯条温度为 ${20}^{°}\text{C}$，炸熟至少需要达到 ${170}^{°}\text{C}$，求一次炸熟 $200g$薯条需要吸收的热量。 $c_{\mathit{薯条}}$取 $3.63\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{°}\text{C}\right)$

（4）若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制，空气炸锅电能转化为热能效率为 $75\%$，求烹制一次薯条需要的时间。

如图，电源电压恒定，R1=30Ω，R2=60Ω，当开关S3闭合，S1、S2都断开时，电流表的示数为0.1A。

(1)求电源电压；
(2)当开关S3断开，S1、S2都闭合时，求电流表的示数、电路消耗的总功率和通电一分钟电流对R1所做的功。

如图所示电路，电源电压保持不变，电阻R₁=10Ω，滑动变阻器R₂的最大阻值为20Ω，小灯泡的额定电压为12V，闭合开关S，灯泡电阻不随温度变化．当开关S₁，S₂都断开，滑动变阻器的滑片P滑动到中点时，电流表的读数为0.4A；当开关S₁，S₂都闭合，滑动变阻器的滑片P滑动到最右端时，电流表的示数为0.9A，求：

（1）电源电压为多少？
（2）小灯泡的额定功率是多少？
（3）闭合开关S，调整开关S₁，S₂和滑动变阻器，电阻R₁在一分钟消耗的最大电能为多少？

如图甲所示，R₁为定值电阻，R₂为滑动变阻器；图乙反映了开关由断开到闭合，在移动滑片P的过程中，ab两端的电压U和通过的电流I之间的关系；图丙是滑动变阻器消耗的功率P与电流I之间的关系．求：

（1）电源电压；
（2）电阻R₁的阻值；
（3）当变阻器消耗的功率为80W时，整个电路1min消耗的电能；
（4）在图乙中画出滑片移动过程中，电阻R₁两端的电压和通过的电流之间关系的图线．

养生壶的原理如图所示，它有加热和保温两档。当加热到设定温度时，养生壶自动切换为保温挡。（养生壶的部分参数如表所示）

（1）当开关 $S_1$闭合， $S_2$　     　（填“闭合”或“断开”）时，养生壶处于加热状态。

（2）在保温挡正常工作时，求电路中的电流是多少？

（3）求 $R_1$、 $R_2$的阻值。

（4）如果养生壶的效率为 $70\%$，那么在标准大气压下要将满壶的水从 ${20}^{°}\text{C}$加热至沸腾，请问需要多少分钟？

壶的容积	$1.5L$
额定电压	$220V$
加热功率	$1000W$
保温功率	$44W$

如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6 V 3 W”(灯泡电阻不变)，开关S闭合。当S₁、S₂断开，滑片P从b端滑到某一位置时，变阻器的电阻减小6 Ω，电流表示数变化0.1 A，灯泡恰好正常发光，此时电路的电流为____________A；保持滑片P的位置不变，闭合S_l、S₂，电流表的示数又变化了1.5 A。当S_l、S₂都闭合时，调节滑片P，则10s内电路消耗的最少电能为___________J。

如图所示，标有“8V，4W”的小灯泡L。闭合开关，小灯泡且好正常发光，电流表的示数为1.5A。则：

（1）由小灯恰好正常发光，说明电源电压为_________ V；
（2）R₀的阻值多大？
（3）小灯正常发光1分钟消耗电能多大？

某电饭锅说明书中所列主要数据如表．
（1）这台电饭锅在额定电压下使用时，通过的电流为多少A？
（2）电饭锅正常工作15min消耗多少kW·h电能？

额定电压	220V
额定频率	50Hz
额定功率	440W
额定容积	2.0L
额定煮米量	0.7kg

 

特高压技术可以减小输电过程中电能的损失。某发电站输送的电功率为 $1.1\times {10}^5\mathit{kW}$，输电电压为 $1100\mathit{kV}$，经变压器降至 $220V$供家庭用户使用。小明家中有一个标有“ $220V2200W$”的即热式水龙头，其电阻为 $R_0$，他发现冬天使用时水温较低，春秋两季水温较高，于是他增加两个相同的发热电阻 $R$和两个指示灯（指示灯电阻不计）改装了电路，如图，开关 $S_1$可以同时与 $a$、 $b$相连，或只与 $c$相连，使其有高温和低温两挡。求：

（1）通过特高压输电线的电流；

（2）改装前，若水龙头的热效率为 $90\%$，正常加热1分钟提供的热量；

（3）改装后，水龙头正常工作时高温挡与低温挡电功率之比为 $4:1$，请计算出高温挡时的电功率。