初中物理电功计算公式的应用试题

某品牌的电热水器铭牌如图所示，现将水箱装满水，电热水器正常工作时，把水从 ${25}^{°}\text{C}$加热到 ${50}^{°}\text{C}$． $[$已知 $C_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，不计热损失 $]$．求：

（1）水吸收的热量；

（2）加热所需要的时间。

常温常压下，一台标有“ $220V2000W$ “的电热水壶正常工作时，将质量为 $1\mathit{kg}$、初温为 ${20}^{°}\text{C}$的水烧开，需要的时间是　 $168s$　 $[$假设该热水壶产生的热量完全被水吸收， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)]$。

小明家有额定电压相同的微波炉和电视机各一台，按照每度电0.55元的计费标准，将这两个用电器正常工作 $1h$所用的电费绘制成了如图所示的柱状图，对小明家的这两个用电器，下列判断正确的是 $($　　 $)$

A．微波炉正常工作时的电压大于电视机正常工作时的电压

B．微波炉正常工作时的电流等于电视机正常工作时的电流

C．微波炉正常工作时的电功率大于电视机正常工作时的电功率

D．每月在微波炉上用的电费一定比在电视机上用的电费多

垃圾污染已成为当今社会四大污染之一，采用垃圾发电的方式处理垃圾，不仅解决了垃圾污染问题，而且还提供了大量能源。垃圾发电是将垃圾填埋后，采用科学的方法使其发酵，并把产生的填埋气收集起来用于发电。垃圾发电是将垃圾内储存的　     　能转化为电能。已知某市每年垃圾发电量大约为 $2.4\times {10}^7\mathit{kW}·h$，这些电能可供用电功率为 $1000\mathit{kW}$的小型工厂正常生产　      　 $h$。

图中是一款家用电热水器简化电路图，它有高温和低温两个挡位，高温挡功率为 $3300W$． $R_1$、 $R_2$均为加热电阻丝， $R_1$的阻值为 $55\Omega$． $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

求：（1）低温挡时通过 $R_1$的电流。

（2） $R_2$的阻值。

（3）如果不计热量损失，用高温挡把 $50\mathit{kg}$的水，从 ${27}^{°}\text{C}$加热到 ${60}^{°}\text{C}$，需要的时间。

$\mathit{LED}$灯具有节能、环保的特点。一个“ $220V5W$”的 $\mathit{LED}$灯与一个“ $220V60W$”的白炽灯亮度相当。若一个“ $220V60W$”的白炽灯每天正常工作4小时，30天消耗的电能是　　 $\mathit{kW}·h$，这些电能可供“ $220V5W$”的 $\mathit{LED}$灯正常工作　　小时。

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。

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 $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)]$。

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）

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 $20\Omega$

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？

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。

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　　 $s$． $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\left)\right]$。