初中物理电功计算公式的应用试题

某同学为了估测一个铭牌缺失的家用电热水壶正常工作时的电阻。将壶中装入 $1\mathit{kg}{25}^{°}\text{C}$的自来水。按下开关后 $3\mathit{min}$水被烧开。则该电热水壶正常工作时的电阻约为（水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)($　　 $)$

A． $3\Omega$B． $30\Omega$C． $300\Omega$D． $3000\Omega$

容量为 $5.0L$的某品牌电热水壶如图甲所示，其加热功率为 $2\mathit{kW}$，保温功率为 $121W$．简化电路图如图乙所示， $S$是保温和加热的自动转换开关，在1个标准大气压下，让该壶正常工作，将一满壶初温为 ${20}^{°}\text{C}$的水烧开。求：

【水的比热容为 4 . 2 × 10 3 J / ( kg · ° C ) 】

（1）水吸收的热量。

（2）加热时间（不计热量损失）。

（3）电阻 $R_2$的阻值。

如表为某品牌取暖用油汀的铭牌，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。闭合开关 $S$， $30\mathit{min}$内油汀消耗的电能为 $0.88\mathit{kW}·h$．求：

额定电压		$220V$
额定 功率	低温挡	$880W$
	高温挡	$2200W$

（1）通过 $R_1$的电流；

（2）电热丝 $R_2$的电阻；

（3） $30\mathit{min}$内开关 $S_1$闭合的时间。

某电热水壶加热电阻丝的阻值为 $22\Omega$，通电后流过电阻丝的电流为 $10A$，电热水壶加热时的功率为 　　 $W$；若加热时有 $84\%$的热量被水吸收，则壶内 $1\mathit{kg}$水的温度由 ${34}^{°}\text{C}$加热到 ${100}^{°}\text{C}$所需要的时间为 　　 $s[$已知 $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)]$。

热敏电阻是一种新型的半导体材料，被广泛应用于电热设备中，该材料温度越高，电阻越大。小明买了一个应用了该材料的养生壶，已知该材料电阻 $R_T$不小于 $24\Omega$，温度为 ${50}^{°}\text{C}$时， $R_T=40.5\Omega$，壶内另一定值电且 $R_0=20\Omega$．养生壶加热过程中的平均功率等于 ${50}^{°}\text{C}$时电路的总功率。

（1）小明试着设计了养生壶的两种电路图，如图甲、乙所示，已知小明家的电路允许通过的最大电流为 $10A$，请你帮他选择出正确的电路图，是甲乙中的哪个？（不用书写验证过程）

（2）该养生壶烧水时的平均功率为多大？

（3）若该养生壶烧水时消耗电能的 $84\%$转化为水的内能， $5\mathit{min}$能将多少千克的水从 ${20}^{°}\text{C}$加热至 ${100}^{°}\text{C}$？ $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$

某电视机的额定功率是 $110W$，则它正常工作时，电流是　　； $1\mathit{kW}\cdot h$的电能可供它正常工作的时间是　　（至少保留一位小数）

小李家的电饭煲铭牌模糊不清，为了测其额定功率，他关掉家里其他所有用电器，让电饭煲正常工作1min，观察到家里标有3000r/（kW•h）的电能表转盘转了50转，则这段时间内电饭煲消耗的电能是　 　J，其额定功率是　 　W．1度电可供小李家中的4盏“220V 5W”的LED灯同时正常工作　 　h。

如图所示电路，电源电压不变，闭合开关 $S$，当滑片 $P$置于变阻器的 $B$端时，电压表的示数为 $6V$，在 $10s$内定值电阻 $R_1$产生的热量为 $36J$；当滑片 $P$置于变阻器的中点时，电压表的示数变化了 $2V$．下列结果正确的是 $($　　 $)$

A． $R_1$先后两次消耗的电功率之比为 $3:4$

B．滑动变阻器 $R_2$的最大阻值为 $10\Omega$

C．电源电压为 $10V$

D． $R_1$的阻值为 $20\Omega$

如图甲是一款新型智能电暖器，内装有导热油。该电暖器具有升温快、热效高、智能控温的特点。电暖器的简化电路图如图乙所示，R₁与R₂为电热丝，S₂为温控开关，其相关参数如下表。求：

额定电压	220V
加热功率	1000W
保温功率	220W

（1）电暖器在保温状态下的工作电流

（2）电阻R₂的阻值。

（3）电暖器中装有5kg的导热油，在加热状态下导热油由20℃升高到60℃，需要多长时间？[不计热量损失，导热油的比热容取c_油＝2×10³J/（kg•℃）]

天然水流蕴藏着巨大的能量，是人类可以利用的重要能源之一。兴建水电站可以把天然水流蕴藏着的巨大能量转换成电能，是水能利用的主要形式。有一处水利工程，在河流上修建了 $115m$高的拦河大坝，如图所示。年平均水流总量为 $3\times {10}^{10}{m}^3$．该水利工程的主要任务包括防洪、发电和航运，在发电方面，年平均发电总量为 $6\times {10}^9\mathit{kW}·h$．现安装水轮发电机20台，每台水轮发电机装机容量（即发电功率）为 $9.26\times {10}^4\mathit{kW}$．（水的密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$求：

（1）年平均水流总量所受的重力；

（2）若上、下游水位差为 $100m$，年平均水流总量做的总功及转化为电能的效率；

（3）若每台发电机平均年发电时间为180天，则平均每天约有多少台发电机在工作。

郝奇同学周末给外婆整理房间时发现，有一双如图所示的烘鞋器左脚已不通电，右脚还能正常工作。郝奇同学在 $220V$ 的家庭电路中只接入烘鞋器的右脚，工作 $3\mathit{min}$ 观察到标有" $220V2000\mathit{imp}/(\mathit{kW}\cdot h)$ "的家用电能表指示灯闪烁了1次。再拆开检修时发现左右脚的电阻丝是并联的，左脚的电阻丝已锈蚀，于是他用一根新的电阻丝 $R_1$ 进行替换，然后在 $220V$ 家庭电路中只接入烘鞋器的两脚， $3\mathit{min}$ 内观察到这个电能表的指示灯闪烁了11次，求：

（1）只接入烘鞋器右脚时消耗的电功率；

（2）电阻丝 $R_1$ 的阻值；

（3）为使这套烘鞋器的左右脚的电功率相等，应将左脚替换为阻值为 $R_2$ 的另一新电阻丝，则 和 的阻值相差多少？

小明用电水壶将质量为 $1.8\mathit{kg}$ 的水加热升温 ${50}^{°}\text{C}$ ，水吸收的热量为 　　 $J$ 。若电水壶工作时功率为 $2000W$ ，所消耗的电能全部被水吸收，则加热这壶水需要的时间是 　　秒。小明家的电能表参数如图所示，若家中只有电水壶单独工作，则这段时间内电能表指示灯闪烁了 　　次。 $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

如图所示是一电热毯电路的示意图， $R_0$是电热毯发热电阻丝， $R$是串联在电路中的定值电阻， $S$是温控开关，开关上标有“高（温 $)$、低（温 $)$、关”的字样。已知电热毯高温挡的功率为 $110W$．则要使电热毯处于高温挡，则开关 $S$的动触片应置于　 点（选填“ $a$”、“ $b$”或“ $c$” $)$，假设电热毯处于高温挡每天正常工作 $2h$，则20天消耗　　千瓦时的电能。

质量为 $1.5\mathit{kg}$的水温度升高 ${80}^{°}\text{C}$，需吸收的热量是　　 $J$；若用功率为 $1400W$的电热水壶来提供这些热量，需要的时间为　　 $s$． $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\left)\right]$。

如图甲是食堂为餐具消毒、烘干的保洁消毒柜，其内部电路如图乙，S₁为温控开关，S₂为门控开关，R为石英加热管。消毒柜的总功率为1250W，臭氧发生器的功率为150W．求：

（1）关闭柜门，门控开关S₂闭合，臭氧发生器工作10 min所消耗的电能。

（2）正常工作时通过石英加热管R的电流和它的阻值。

（3）若在货架上放100kg的不锈钢餐具，将其从26℃加热到70℃，不计热量损失，正常工作需要加热多长时间？[c_钢＝0.46×10³J/（kg•℃）]。