初中物理探究用电器的电功率实验计算题

如图是常见的一种电动自行车和家用小轿车，电动自行车使用前要先对车上的蓄电池充电，骑行时，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力。轿车利用燃烧汽油获得动力，下表是这种品牌电动自行车的一些主要技术参数。

最高车速	≤30km／h	一次充电连续行驶里程	50km
蓄电池	36V／10Ah铅酸蓄电池	充电时间	8h
一次充电耗电量	0.6kW·h	电动机效率	80%
整车质量	40kg	最大骑行噪声	≤62dB

请回答：
1、若质量是70kg的人骑电动自行车在水平路面上以6m/s的速度匀速行驶时，受到的阻力是人与车总重的0.02倍，取ｇ取10N/kg。求：行驶20min，电动机对自行车做的功和通过电动机线圈的电流。
2、一辆质量为1.8t的家用轿车以50km/h的速度匀速行驶时所受阻力为车重的0.04倍，其百公里油耗为10L，求该汽车发动机的效率？（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg，汽油的密度为0.71g/cm³））
3、在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率＝人数×路程／消耗能量。一个人骑电动自行车，消耗1MJ（10⁶J）的能量可行驶30km，一辆载有4人的普通轿车，消耗320MJ的能量可行驶100km，则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是多少？

2011年4月12日，英国伦敦展出了新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，如图所示．该车功率极大，最大车速能达到1609km/h，创造了短期内无法超越的世界纪录．在一次测试中，“侦探猎犬”以400m/s的速度匀速直线行驶了2000m，受到水平方向的阻力为2×10⁵N．问：在测试过程中，

（1）汽车受到水平方向的牵引力是多少？
（2）汽车牵引力所做的功和功率分别是多少？
（3）该车的外观设计成流线型，这样做的好处是什么？

如图所示将质量为70kg，底面积为0.5m²、高为7cm的物体A用力沿着水平面匀速拉到倾角30°的固定斜面上，方明同学用平行于斜面500N的推力在5s时间内匀速推高1m．（g取10N/kg）
求：（1）物体A的密度？（2）物体A在水平面上对水平面的压强是多少？（3）物体A在斜面上的速度
（4）斜面上推力做的总功和推力的功率．（5）斜面的机械效率．（6）斜面对物体的摩擦力．

用如图所示的滑轮组提升物体A。在匀速竖直提升A的过程中，卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N，物体A上升的速度v_A为0.1m/s，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。

求：
（1）拉力F做功的功率P；
（2）物体A所受的重力G_A；
（3）动滑轮所受的重力G_动。

小明家的小轿车油箱内装有20kg汽油，节假日爸爸带小明驾车到离家路程为200km的某地旅游，轿车沿高速公路行驶2h到达目的地．若轿车是匀速行驶且发动机产生的牵引力恒为900N，汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能（通过牵引力做功），
汽油的热值为4.5×10⁷J/kg．求：
（1）轿车从出发地到达目的地牵引力所做的功为多大？
（2）轿车行驶功率为多大？
（3）通过计算说明轿车在行驶途中是否需要加油？

近几年政府推出了“汽车下乡” 、“小排气量购置税减半”、“以旧换新”等政策，极大的促进了汽车行业的发展，随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭，小明的爸爸最近也购买了一辆轿车．小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动：

（1）汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，主要是利用了水的    较大的特点．
（2）小明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图表，请根据给出的信息，计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得多少J的能量，这些能量能产生多少J的有用功．（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg）（写出计算过程）
（3）若轿车以60kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度υ与时间t的关系如图乙所示．则在0～5s时间内，轿车发动机对外做功多少J？轿车在运动过程中受到的阻力是多少？（写出计算过程）
（4）汽车行驶时发动机产生的牵引力为F，则燃烧m质量的汽油，能使汽车前进的距离s为    （用前面给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示）

如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75％。若人以0.5m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库，g取10N/kg,。求在此过程中：

（1）人做的有用功为多大？
（2）人的拉力为多大？
（3）人拉力的功率为多大？

一卡车车厢底板距地面1.5m高，小军把一块长3m长的钢板AB搭在车厢底板上搭成一个斜面，如图所示，他沿着斜面方向用500N的力，把一个木箱由B处推至A处，已知木箱重力为800N，推木箱用的时间是50s．在这一过程中，求：

（1）小军做的功；
（2）小军做功的功率；
（3）木箱受到的摩擦力．

在农村常有家庭挖井取水．小明同学用如图（甲）所示的滑轮组提土，他用20s的时间把重为120N的土从井中匀速提升5m，拉力做的功W随时间t的变化图象如图（乙）所示．求：

（1）有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的大小；
（4）拉力的功率．

图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R₁和R₂为电阻不变的电热丝，S₁是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求：

（1）0～30min，电饭煲产生的总热量；

（2）S和S₁均闭合，电路中的总电流；

（3）在不同电压下，电饭煲从开始工作到S₁第一次自动断开产生的热量相同。用电高峰期，当实际电压为198V时，使用该电饭煲，从开始工作到S₁第一次自动断开需要多长时间。

电动自行车可以电动骑车，亦可以脚踏骑行．电动骑车时，蓄电池对车上电动供电，电动机提供动力，张老师利用周末骑着一辆电动自行车，沿着威海公园的水平道路匀速行驶，在30min内，电动车行驶了9km，此时车上电动机的工作电压为32V，工作电流为4A．
（1）张老师骑车的速度是多快？
（2）电动机的功率多大？
（3）该电动车在这30min内消耗的电能是多少？
（4）若车行驶过程中所受阻力为20N，则这段路程内该车克服阻力所做的功为多少？电能转化为克服阻力做功的效率多大？

油电混合动力汽车是新型节能汽车。这种汽车启动时内燃机并不工作，而是由动力蓄电池组通过驱动电机向车轮输送能量；当车以高速匀速行驶或动力蓄电池组储存电能过低时，内燃机启动，此时在向车轮输送能量的同时也给动力蓄电池组充电。若车辆需要全力加速时，内燃机和动力蓄电池组同时向车轮输送能量。己知某型号混合动力汽车所用的动力蓄电池可储存的最大电能是1.0×10⁸J。若测试人员驾驶该车在平直公路上以80km/h的测试车速匀速行驶0.5h，内燃机消耗燃油2. 5kg，蓄电池组的电能增加了最大电能的10%；从汽车的使用说明书知知道，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。则：

(1)该汽车测试行驶中牵引力做了多少功？
(2)该汽车测试行驶中若燃油完全燃烧可放出多少热量？
(3)该汽车内燃机的效率是多大？(燃油的热值为4.6×10⁷J/kg)

武汉神龙汽车有限公司是一家大型的专用汽车生产基地。

（1）该厂某型号专用车车上的一段电路如图所示，小明为了了解这段电路的特点，用三只电压表进行探究，得到下面一组数据：电压表V₁、V₂、V₃的示数分别为12V、9V、7V，请你根据你所学的电学知识计算出三个电阻两端的电压分别是多少？
（2）在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×10³N，消耗燃油1.5×10－3m³（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值q＝4×107J/kg，求：
①专用车牵引力所做的功。
②已知热机效率η＝W/Q（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？

2013年12月2日，玉兔号月面巡视探测器（月球车）成功发射，并成功实现软着陆，如图所示玉兔号有独立驱动的六轮摇臂式行走系统（每个轮子与地面接触面积为100cm²），月球车高1.5m，质量为144kg，速度可达0.2km/h。

求：
（1）玉兔号在月球表面行驶4km所用时间为多少？
（2）在地球上重6N的物体在月球上重1N，月球车对月球表面的压力和压强各为多少？
（3）假如月球车在行进过程中受到的阻力是压力的0.2倍，月球车匀速直线前进20m，牵引力做的功是多少？

用如图所示的滑轮组匀速提起重物，已知重量为60N的物体在3 s内上升1 m，所用的拉力是24N（不计绳重和摩擦）。求：

（1）滑轮组做的有用功；
（2）拉力做功的功率；
（3）此过程中滑轮组的机械效率（结果保留1个百分点）；
（4）若提升的重物为78N，作用在绳上的拉力是多少？