初中物理电功与电能的计算试题

在如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变， $R_1$、 $R_2$为定值电阻，已知电灯 $L$的伏安特性曲线（即电流随两端电压的变化图象）如图乙所示，当开关 $S_1$、 $S_3$闭合， $S_2$断开时，电流表的示数为 $0.26A$；当开关 $S_2$、 $S_3$闭合， $S_1$断开时，电流表的示数为 $1.25A$；当开关 $S_3$闭合， $S_1$、 $S_2$断开时，电流表的示数为 $0.2A$．求：

（1）当开关 $S_1$， $S_3$闭合， $S_2$断开， $5\mathit{min}$内电路消耗的电能是多少？

（2）当开关 $S_3$闭合， $S_1$、 $S_2$断开， $R_2$消耗的电功率是多大？

如图是某电热水壶铭牌上的部分信息。该电热水壶在额定电压下工作 $100s$。消耗的电能是　　 $J$；它是利用电流的　　效应工作的。

如图所示，电源电压保持不变，小灯泡 $L$标有“ $12V6W$”的字样，滑动变阻器 $R$的最大阻值为 $36\Omega$， $R_0$为定值电阻。当 $S$闭合， $S_1$、 $S_2$断开，滑片 $P$由 $b$端向 $a$端滑动，使其连入电路的电阻是最大阻值的三分之一时，小灯泡恰好正常发光。当滑片位置保持不变，开关都闭合时，电流表的示数变化了 $2A$．不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．电源电压是 $18V$

B．小灯泡正常发光 $10s$，整个电路消耗的电能是 $90J$

C． $R_0$的阻值为 $12\Omega$

D．当滑片位置保持不变，开关都闭合时，电路消耗的总功率是 $45W$

如图甲所示是常见的电热液体蚊香器。

（1）将蚊香器插入插座，加热器开始工作，温度升高，其内能　　。

（2）驱蚊液被加热汽化后充满整个房间，说明气体之间能发生　　现象。

（3）如图乙是蚊香器的内部结构电路图，指示灯和加热器的连接方式是　　联。蚊香器正常工作 $10h$消耗的电能是　　 $\mathit{kW}\cdot h$。

如图所示是一种常见的封闭电热水袋，其性能参数如表中所示。已知电热水袋加热效率为 $80\%$，水的比热容 $c=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，水的密度 $\rho =1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$．将袋内 ${20}^{°}\text{C}$的水加热到自动断电，求：

（1）袋内水吸收的热量。

（2）需要的加热时间。

额定电压	额定加热功率
$220V$	$400W$
袋内充水	自动断电温度
$1.0L$	${60}^{°}\text{C}$

人类已进入智能化时代。小明家安装了空调智能控制系统，空调自动开启条件是：家中有人且室温等于或高于 ${26}^{°}\text{C}$． $S_1$和 $S_2$是控制空调开启的两个智能开关，当家中有人时 $S_1$自动闭合，家中没有人时 $S_1$自动断开；当室温等于或高于 ${26}^{°}\text{C}$时 $S_2$自动闭合，室温低于 ${26}^{°}\text{C}$时 $S_2$自动断开，则控制空调开启的电路示意图是图甲和图乙中的　　。已知小明家某天室内温度变化情况如图丙所示，当天 $8h-12h$和 $14h-18h$家中没有人，空调的额定电压是 $220V$，额定功率是 $1\mathit{kW}$，则这台空调当天消耗的电能是　　 $\mathit{kW}\cdot h$。

某种荧光台灯铭牌上标有“额定功率 $11W$，额定电流 $0.05A$”的字样。当台灯正常发光时，求：

（1）台灯两端的电压；

（2） $10s$内台灯消耗的电能。

小充同学看见他爸爸的手机锂电池上面标明电压为 $3.7V$，容量为 $3000\mathit{mA}·h$，则它充满电后存储的电能为　　 $J$；经查，该手机的待机电流为 $15\mathit{mA}$，则该手机最长待机时间为　　 $h$。

冬天打出来的果汁太凉，不宜直接饮用。如图所示，是小丽制作的“能加热的榨汁杯”及其内部电路简化结构示意图，该榨汁杯的部分参数如表所示。求：

榨汁杯部分参数表
额定电压	$220V$
加热功率	$300W$
保温功率	$80W$
榨汁功率	$66W$
容量	$300\mathit{mL}$

（1）仅榨汁时的正常工作电流；

（2） $R_2$的阻值；

（3）已知该榨汁杯正常工作时的加热效率为 $90\%$，给杯子盛满果汁并加热，使其温度升高 ${30}^{°}\text{C}$，需要加热多长时间。 $[c_{\mathit{果汁}}=4\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， ${\rho }_{\mathit{果汁}}=1.2\times {10}^3\mathit{kg}/m^3]$

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

某同学在做“用电压表和电流表测量小灯泡电阻”实验过程中，某次电表的示数如图所示，则电流表的示数为　　 $A$，此时所测小灯泡的电阻是　　。此时小灯泡工作 $2\mathit{min}$，消耗的电能为　　 $J$。

“重力电灯”是一种依靠重力做功产生电能的环保型电源，如图，在使用过程中，首先由人将沙袋举高，使人的生物能转化为沙袋的重力势能，然后沙袋通过减速器匀速下落带动发电机发电，点亮灯泡。

（1）发电机是“重力电灯”的核心部件之一，发电机的线圈在磁场中　　磁感线产生电流，这种电流是　　（选填“直流”或“交流” $)$电。发电的过程属于　　（选填“电生磁”或“磁生电” $)$，这个过程将　　能转化为电能。

（2）“重力电灯”灯泡的额定功率为 $1W$，额定电压为 $2V$，则该灯泡正常工作时电流为　　 $A$，它工作　　 $h$消耗0.01度的电能。

（3）将一个重为 $400N$的沙袋举高 $1.8m$后从静止开始释放至落地，重力做功　　 $J$，调节减速器，让沙袋匀速下落，且沙袋下落过程中重力势能减小量的 $80\%$转化为灯泡的电能，此时发电机的输出电压恰为灯泡的额定电压，则一次举高沙袋能让额定功率为 $1W$灯泡正常发光　　 $s$．此时沙袋通过减速器匀速下落的速度为　　 $m/s$。

某城市实施电网改造后，换用了脉冲式电能表。有一个脉冲式电能表表盘上标有“ $600\mathit{imp}/\mathit{kW}·h$”、“ $220V$ $10A$”等信息，说明该电能表指示灯每闪烁600次，电路中消耗的电能是 $1\mathit{kW}·h$．某同学家直接入一盏“ $220V$ $40W$”的电灯，使其单独工作 $2h$，则该电灯消耗的电能是　　 $J$，指示灯闪烁了　　次。

如图电路中，电源电压恒为 $4.5V$ ，灯泡规格是" $3V0.75W$ "。

（1）灯泡正常工作时，电压表 $V_1$ 、 $V_2$ 示数分别为多少？滑动变阻器接入的电阻为多少？

（2）灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能是多少？