初中物理电功与电能的计算试题

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。

如图甲所示，是一则公益广告，浓浓的孝心渗透着社会主义核心价值观。小明给爷爷网购了一台电热足浴盆，其铭牌部分参数如图乙所示。

（1）他为爷爷往足浴盆里加入初温为 ${22}^{°}\text{C}$的水，使之达到最大允许注水量，开始正常加热。控制面板如图丙所示，当温度达到显示温度时，完成加热。求此过程中水所吸收到热量。 $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)\right]$

（2）此次加热过程耗时 $10\mathit{min}$，求此过程足浴盆的电热效率。

（3）求此次加热时足浴盆的工作电流和加热电阻阻值。（保留1位小数）

（4）加热后，爷爷换成 $300W$挡位，泡脚 $20\mathit{min}$，问此次加热和泡脚总共消耗多少电能。

小王同学自制了一只“热得快”，这只“热得快”是用一根电阻为 $48.4\Omega$的电阻丝制成，将它接在 $220V$的家庭电路里使用。求：

（1）该“热得快” $5\mathit{min}$内产生的热量；

（2）为了安全。小王同学将一只工作指示灯与电阻串联使用，经测量电阻丝消耗的功率为原来功率的 $81\%$，求指示灯的电阻。

图甲所示是某型号的浴室防雾镜，其背面粘贴有等大的电热膜，使用时镜面受热，水蒸气无法凝结其上，便于成像，该防雾镜的相关数据如表。

镜子质量	$1.2\mathit{kg}$
额定电压	$220V$
额定功率	$88W$

（1）求防雾镜正常工作时的电流。

（2）经测试，在 $-5^{°}\text{C}$环境下工作 $500s$使平面镜的平均温度升高了 ${44}^{°}\text{C}$，求电热膜给平面镜的加热效率。 $[$玻璃的比热容为 $0.75\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{°}\text{C}\right)]$

（3）如图乙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器 $R$，能使电热膜的功率在原功率的 $25\%~100\%$之间变化，以满足不同季节使用的需要。请求出 $R$的最大阻值。

如图，电源电压保持不变，电阻 $R_1=1\Omega$、 $R_2=2\Omega$．当 $S_1$、 $S_2$都断开时，电流表的示数为 $2A$，若通电 $30s$，电路中消耗的总电能为　       　 $J$；当 $S_1$、 $S_2$由都断开变为都闭合时，电流表的示数变化了 $1.5A$，则电阻 $R_3=$　     　 $\Omega$，此时电路的总功率为　      　 $W$。

如图所示， $\mathit{AB}$和 $\mathit{BC}$是由铝制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后连入电路中，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A． $\mathit{AB}$段的电阻小于 $\mathit{BC}$段的电阻

B．通电相同时间， $\mathit{AB}$段消耗的电能大于 $\mathit{BC}$段消耗的电能

C．这两段金属导体中的电流是由正电荷定向移动形成的

D．若将 $\mathit{AB}$段材料换成铜，其他条件不变，这两段导体的总电阻将变大

阅读短文，回答问题：

阳光动力2号

如图所示，是进行过环球飞行的全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”。它的翼展达到了 $72m$，比一种大型波音飞机的翼展还要宽 $3.5m$；机长 $22.4m$，接近一个篮球场的长度。但由于它的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料制造，因此，它的质量只有 $2300\mathit{kg}$，与一辆中型轿车相差无几。

“阳光动力2号”上面共贴敷了17248片太阳能电池。这些电池可以产生最大 $70\mathit{kW}$的功率，这些电力输送给四台电动机带动螺旋桨给飞机提供动力。

白天，它会爬升到 $9000m$的高空以避开气流并最大化利用太阳能，而夜晚则半滑翔飞行，逐渐降低到 $1500m$高度，其速度并不大，因此夜里对能源的需求也大大减少。

（1）这种“极轻的碳纤维材料”的密度约为 $1.7\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，这个密度值表示的物理意义是：　                                                　。

（2）机身上的太阳能电池以最大功率工作，在 $30\mathit{min}$的时间内产生　       　 $\mathit{kW}·h$的电能。

（3）“阳光动力2号”从白天航行转为夜里航行过程中，它的重力势能　      　（填“逐渐增大”、“不变”或“逐渐减小”）。

如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关 $S$，滑动变阻器的滑片 $P$从 $n$点滑到 $m$点的过程中，两电压表示数随电流变化的图象如图乙所示，下列叙述正确的是 $($　　 $)$

A．图乙中 $\mathit{ab}$是表示电压表 $V_1$的示数随电流变化的图象

B． $R_2$的阻值为 $4\Omega$

C．滑片从 $n$点滑到 $m$点的过程中，电源消耗的最大功率是 $10W$

D．滑片在 $n$点时， $5s$内电阻 $R$消耗的电能是 $5J$

小明的爸爸在“淘宝”上购买了一款新型“电烤箱”（如图甲所示），其原理是利用热空气流加热食物。工作电路图如图乙，工作时，当电烤箱内温度高于预设温度时，温控开关自动断开，电热管停止加热，当电烤箱内温度低于预设温度时，温控开关自动闭合，电热管重新开始加热，循环工作保障箱内温度维持为预设温度。已知电风扇的功率为 $50W$，电热管的电阻 $R_0$为 $44\Omega$．求：

（1）正常工作时电热管的功率；

（2）用这个“电烤箱”在一次焙烤鸡翅的过程中，定时开关设定为15分钟，电热管正常循环工作时， $P-t$图象如图丙所示，本次烤鸡翅共消耗多少电能？

如图所示，某家用电器具有加热、保温的功能。用电器发热电阻 $R$的额定电压为 $220V$，额定功率为 $605W$．加热时，按下温控开关 $S$与 $a$、 $b$接触，此时红色指示灯亮；当达到一定温度时，温控开关 $S$自动跳接到 $c$，使用电器处于保温状态，此时绿色指示灯亮。红灯标有“ $6V1.5W$”、绿灯标有“ $12V3W$”的字样，用电器工作时两灯均正常发光（虚线框内为用电器的加热和保温装置）。请根据以上信息解答下列问题：

（1）电阻 $R_1$的作用。

（2）当用电器处于加热状态时，加热装置 $1\mathit{min}$消耗的电能。

（3）该用电器在保温状态时，保温装置的发热功率和电阻 $R_2$的阻值。

新型电饭锅在煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式交替加热，其内部电路

如图所示， $R_1$和 $R_2$均为电热丝， $S_1$是温度自动控制开关，高、低温挡的额定功率见下表。煮饭时，闭合开关 $S$，电饭锅正常工作 $30\mathit{min}$消耗的电能为 $0.44\mathit{kW}·h$，求：

（1）煮饭时通过 $R_1$的电流。

（2）电热丝 $R_2$的电阻。

（3） $30\mathit{min}$内 $R_2$消耗的电能。

额定电压		$220V$
额定 功率	低温挡	$440W$
	高温挡	$1100W$

如图为某型号电动机的铭牌，求：

$**$牌电动机
型号	$\mathit{JT}-44$
额定电压	$220V$
额定功率	$44W$
线圈电阻	$100\Omega$
制造商： $****$

（1）此电动机的额定电流。

（2）此电动机正常工作 $10\mathit{min}$所消耗的电能和由此转化为的机械能。

某电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅，该火锅产品铭牌和电路图如图所示：

额定电压	$220V$
额定功率	高温挡	中温挡	低温挡
	$880W$	$440W$	$220W$

（1）当开关 $S_1$断开， $S_2$接 $a$时，该电火锅选用　　档工作（选填“高温”、“中温“或“低温” $)$。

（2）当电火锅使用中温挡正常工作时，电路中电流是多大？接入电路的电热丝的阻值是多少？

（3）用电火锅高温挡在额定电压下烧水7分钟，电流做了多少功？若电热丝产生的热量全部被水吸收，在1个标准大气压下，能使 $1\mathit{kg}$初温为 ${20}^{°}\text{C}$的水升高多少 ${}^{\circ }\text{C}}\left(c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right)$？

如图所示电路中，电源电压为 $6V$，电阻 $R_1$、 $R_2$的阻值分别为 $12\Omega$和 $6\Omega$闭合开关 $S$，则：

（1）电流表的示数是多少？

（2）求电阻 $R_2$在 $1\mathit{min}$内消耗的电能；

（3）断开 $S$，将电阻 $R_2$拆下，再将最大阻值为 $30\Omega$的滑动变阻器 $R_3$接入剩余电路中，重新闭合 $S$，移动滑片，记录电流表示数如下表所示。

①表中有1个数据记录错误，该数据是　　；

②请根据表中数据判断 $R_1$与 $R_3$的连接方式并简述理由。

序号	1	2	3
电流（A）	0.12	0.25	0.40

阅读短文，回答问题。

地铁

南通即将进入地铁时代。乘坐地铁需文明出行、确保安全。地铁站的站台上标有黄色警戒线；乘客应留意车厢内红、绿色的线路指示灯。手持式安检仪用于检测乘客是否携带违禁金属物品，工作人员能根据安检仪发出低沉或尖锐的警报声，判断金属物品的大小；手持式安检仪的电池容量为 $2\times {10}^3\mathit{mAh}$，额定电压为 $9V$，额定功率为 $0.36W$，电池容量指放电电流与放电总时间的乘积；当剩余电量减为电池容量的 $10\%$时，安检仪不能正常工作。

图甲为另一种安检仪的原理模型，固定的矩形虚线区域内存在方向竖直向上的磁场，宽度为 $0.6m$。边长 $0.2m$的正方形金属线圈 $\mathit{abcd}$放在水平传送带上，可随传送带一起以速度 $v$匀速运动。线圈进、出磁场过程中会产生电流，从而线圈会受到大小随线圈速度增大而增大、方向水平的磁场力作用，因此线圈与传送带间也存在摩擦力；运动过程中线圈整体处于磁场中时，线圈中无电流产生。在线圈与传送带间无相对滑动时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率 $P$与对应的速度 $v$的数据如表。

$v/m·s^{-1}$	0.2	0.3	0.5	0.6	0.8
$P/W$	0.016	0.036		0.144	0.256

（1）候车时乘客越过黄色警戒线会有危险，那是因为流体的流速越大，压强越　　；有乘客手捧鲜花进入车厢，所有乘客都闻到了花香，这是因为分子在　　。

（2）下列说法中，正确的是　　。

$A$．手持式安检仪也能检测出酒精等易燃违禁物品

$B$．通过手持式安检仪报警声的音调可判断金属物大小

$C$．站立的乘客拉住扶手是为了避免受惯性作用造成伤害

$D$．佩戴紫色眼镜的乘客也能准确辨别出线路指示灯的颜色

（3）手持式安检仪正常工作时的电流为　　 $\mathit{mA}$；电池充满电后，安检仪能正常工作的最长时间为　　 $h$。

（4）分析表中数据，当传送带速度为 $0.5m/s$时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率 $P=$　　 $W$；线圈进入磁场时受到的摩擦力 $f$与传送带匀速运动的速度 $v$的变化关系如图乙所示，则当 $v>$　　 $m/s$时线圈将在传送带上滑动。

（5）设传送带的速度保持 $0.2m/s$不变。已知线圈的 $\mathit{bc}$边进入磁场时， $\mathit{bc}$边受到的磁场力方向水平向左，当 $\mathit{bc}$边出磁场时，由于 $\mathit{ad}$边受到磁场力作用，线圈会受到方向水平向　　（选填“左”或“右” $)$的摩擦力的作用；将多个与图甲中相同的线圈每隔相同时间△ $t$从传送带的左端逐一释放，释放后线圈即与传送带保持 $0.2m/s$的速度一起运动。则△ $t=$　　 $s$时，一段时间后，传送带就会不间断的受到一个线圈的摩擦力作用。