初中物理电能的输送计算题

如图甲所示是一种常见的电热水袋，图乙是它的结构示意图，其性能指标如下表所示.

（1）由题意可知，红色指示灯L的电阻比发热体R的电阻要______（选填“大”或“小”）得多；
（2）为了使用电热水袋更加安全，有的电热水袋里使用双重温控开关保护，也就是把两个温控开关__________（选填“串联”或“并联”）起来使用；
（3）当热水袋原来的温度是15℃时，在额定电压下加热10min指示灯就熄灭了，求此过程中水吸收的热量和电热水袋的发热效率.[c水=4.2×10³J/（kg·℃）]

在一次课外活动中，小悦同学对家用电磁炉进行了相关的观察和研究，并记录了电磁炉及她家电能表的有关数据，如下表：

观察对象	有关记录	研究活动
电磁炉铭牌	U额=220V P额=1kw	①用电磁炉加热一壶水（水的质量为2kg,,初温为30℃.②关闭家里其他用电器，只将该电磁炉接入电路烧水，观察电能表表盘在5min内转了150r，此时用温度计测得水的温度为50℃
电能表铭牌	220V  10A 50HZ    2000r/kwh

已知水的比热容为= 4.2×10³J/（kg·℃），请你根据有关资料，求解在这段时间内：
（1）水所吸收的热量．
（2）电磁炉正常工作时的电阻．
（3）电磁炉的实际功率．
（4）电磁炉烧水的效率．

小兰家的全自动家用豆浆机的部分技术参数如下表所示．

额定电压	220V	电机功率	180W
额定频率	50Hz	加热功率	800W
加干豆量	75g	加水量	1200ml

豆浆机的说明书介绍了制作豆浆的全过程：按合适的比例把豆料、清水放入豆浆机中，经过预热、打浆、加热，断电报警等程序，即可制成熟豆浆，其中打浆和加热是交替进行的．
（1）在预热时，电热器开始加热，若水温从20℃升高到40℃，在预热的过程中吸收多少热量？【不计热损失和干豆吸收的热量，c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）】
（2）在额定电压下，打浆时通过电动机的电流是多大？
（3）若在用电高峰时段，家庭电路中的实际电压为200V，加热3min，豆浆机消耗的电能是多少？（不计热损失，加热器的电阻丝的阻值不随温度的变化而变化）

图甲是小梦家豆浆机的工作原理图，其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的，额定功率是200W.R₁是加热电阻，额定功率是1100W.小梦向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5kg，豆浆机做一次豆浆时的工作信息图像如图乙、丙所示.求：

（1）豆浆机的加热电阻；
（2）从第6min至第9min，豆浆吸收的热量；[c_豆浆＝4.0×10³J/（kg·℃）]
（3）从第6min至第9min，该豆浆机消耗的电能及加热效率.

一天，小明妈妈要用电吹风机时，发现家里的电吹风只能吹冷风不能吹热风，经检查，原来是机内的电热丝已经烧坏了，小明想用一根阻值相同的电热丝来替换，为此：

(1)他从铭牌上查到，该电吹风机的额定功率为P额=600W，并观察了电吹风机的内部电路结构(如图)，终于明白了：旋转式开关的触片为扇形，当拨到某一档位时，可以同时与两个触点接触，于是当开关放在“冷”时，就是把______连入电路；当开关放到“热”时，就是把_____________连入电路．(选填“电动机”或“电热丝”或“电热丝和电动机”)  
(2)小明关掉家中所有电器，只打开该电吹风机，并观察家中的电能表，发现在2min内转盘转了20转，结合电能表铭牌上的“3000R/kw•h”字样，试求吹风机吹冷风时的功率P．
(3)在上述基础上，小明算出了应选配的电热丝的阻值R，成功地修复了电吹风机．小明怎样计算电热丝的电阻的呢？请你写出计算电热丝阻值的过程．

刚观察了市场上的“测重仪”后，画出了如图所示的原理图：A为托盘，P为金属滑片且固定在托盘下的轻质弹簧上，并能随轻质弹簧一起上下滑动，当托盘中不放物体时，P位于R的最上端。已知R₀=5Ω，R的最大阻值为25Ω，电源电压恒为3V。问：

(1)图中的质量表应该用什么电表改装?                。
(2)当开关S闭合，不称量物体时，通电５min电阻R消耗的电能是多少?
(3)当称量物体质量达到最大值时，R₀消耗的功率是多少?

如图所示是小明制作的一只模拟调光灯．电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V．闭合开关，回形针在铅笔芯最右端时，灯泡两端的电压为0.6V，流过灯泡的电流为0.1A．向左移动回形针，小灯泡正常发光时，铅笔芯的功率是0.15W．求：

（1）小灯泡正常发光时，5min铅笔芯消耗的电能；
（2）小灯泡正常发光时的电阻；
（3）回形针在最右端和小灯泡正常发光时，小灯泡的功率之比．

我国自行生产的混合动力汽车已经服务于生活，混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池充电．混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过电机向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，向车轮输送能量，并通过电机给蓄电池充电．（1）内燃机工作时，是燃油燃烧时释放出的_  __能转化为_  __能。
（2）电机充当发电机时，它是利用什么原理发电的（    ）
A．磁场对电流的作用； B．电流周围存在磁场；C．电磁感应现象
（3）某种型号的混合动力汽车，所用的镍氢蓄电池组的部分参数如下表所示．

输出电压/V	300
额定功率/kW	30
最大容量/kW·h	30
质量/kg	320

汽车上的电机（充当电动机）的额定功率应该   __（大于/等于/小于）30kW．简单说明你判断的理由。_  __
（4）测试人员驾驶该车在平直公路上匀速直线行驶0.5h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车消耗燃油5kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的电能由最大值的80%增加到最大值．燃油的热值为4.6×10⁷J/kg．汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。

①完全燃烧燃油5kg，放出_  __ J的热量。
②发动机的牵引力为  __，牵引力做功为  __J。
③试计算这种汽车内燃机中燃油的能量转化效率_  __

小红家一台电热水壶，铭牌如右表所示。为了测量它烧水时的实际功率，小红和父亲合作进行了如下实验：关掉家里所有用电器，将该电水壶装了0.6kg、20℃的水，接入家庭电路中，闭合开关，测得壶中的水从20℃上升到100℃所用的时间是4min。同时观察到家中电能表（见图）转过的转数正好为90转（r）。水的比热容：c =4.2×10³J／（kg·℃）。请根据相关信息求：（1）电水壶中水吸收的热量。（2）电水壶烧水的实际功率。（3）电水壶加热的效率。

产品型号：KS-12 最大容积：1.2L 额定电压：220V~ 额定频率：50Hz 额定功率：1000W

如图所示是某型号的电动巡逻车，其主要技术参数如表所示。已知该电动巡逻车在水平路面上匀速行驶时所受的阻力为人车总重的0.04倍，电动机能把80%的电能用来牵引巡逻车克服阻力做功。总质量为120kg的两名巡警乘坐该车，在水平路面上以额定功率匀速行驶10min。求：

 
⑴电动机消耗了多少电能？　　
⑵巡逻车通过了多少路程？　　　　
⑶若轮胎与地面的总接触面积是8×10^-2m²，巡逻车停止时，人和车对地面的压强是多大？（g=10N/kg）

丁洋家原来使用的电能表为如图所示,则她家这个月用电       KW·h 。为合理利用电能，目前许多城市在推广使用“分时电能表”（电子式多费率电能表），进行分时段计费。丁洋同学家也换上的“分时电能表”,规格为“220V  20A”。

丁洋家同时接入电路的用电器总功率不得超过        W。
⑵、丁洋同学统计她家所有用电器的额定功率如下表：

电器名称	电饭锅	洗衣机	电视机	照明电灯	电脑
额定功率（W）	1000	300	200	100	100	100	200

当这些用电器正常工作时，通过电能表的实际电流是       A。

高峰时段（07：00—21：00）	0.60元/度
低谷时段（21：00—07：00）	0.30元/度

（3）分时段计费标准如右表。若使用“分时电能表”前（电价是0.50元/度），丁洋家所有用电器每天平均正常工作2h；使用后，两个时段各正常工作1h。则丁洋家一天可节省电费          元。

利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电。安阳市启动了“光伏工程”示范项目，在某中学的教学楼顶安装了总功率为20kW的光伏发电系统。
（1）光伏发电系统发电时，_____能转化为_____能。
（2）一天的有效光照时间按8h计算，该光伏发电系统一天共发电多少千瓦时？
（3）该光伏发电系统一天的发电量，如果由热电转换效率为30％的热电厂来完成，需要燃烧多少千克煤？（煤的热值q_煤＝3.0×10⁷J / kg )
（4）请写出一条光伏发电的优点。

家庭常用的电热水壶标有“220V 1000W”的字样，某同学用这种电水壶烧开水，他盛入1kg的水，测得水的初始温度是20℃，通电7min，水刚好被烧开（在一个标准大气压下）。试计算下面问题：
（1）该电水壶电热丝的电阻是多大？ 
（2）7min内电水壶消耗了多少电能？
（3）水吸收的热量是多少？

阅读以下短文，回答问题
太阳能热水器
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要。它具有安全、节能、环保等优点。

如图甲所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空。如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。
玻璃吸热管工作原理如图25乙所示：当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动；背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高至一定的温度。玻璃吸热管具有吸热保温作用。
请回答以下问题：
（1）太阳能属于_____ (选择“一次能源”或“二次能源”)。玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度_______（选填“变大”“不变”“变小”）。
（2）玻璃吸热管内表面为何涂成黑色，请说明理由_____。
（3）将质量为100kg的水温度升高了50℃，求这些水需要吸收多少热量？[水的比热容是4.2×10³J/（kg·℃）]
（4）某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m²，热效率为η=40%（即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的内能），该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×10³W/m²（即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为1.4×10³J）。在第（3）小题中水吸收的热量由该热水器提供，求需要加热多少时间？

上海国际一级方程式赛车场呈“上”字造型，赛道总长约5.4公里，拥有14个不同转弯半径的弯道和9种不同组合的赛道。赛车比赛中，车手要不断改变赛车的速度和运动方向。赛车比赛精彩激烈、难度大、科技含量高。

（1）为了保证比赛的安全，赛场安排了巡警，如图是巡警所用的某品牌电动巡逻车，其主要技术参数如表所示。已知该电动巡逻车在水平路面上匀速行驶时所受的阻力为人车总重的0.04倍，设该电动机能把电能全部用来牵引巡逻车克服阻力做功。总质量为220kg的四名巡警乘坐该车，在水平路面上以额定功率匀速行驶10min。求：

①电动机消耗了多少电能？
②巡逻车通过了多少路程？
③若轮胎与地面的总接触面积是9×10^-2m²，巡逻车停止时，人和车对地面的压强是多大？（g取10 N/kg）
（2）赛车运动对汽车工业的促进作用很大，为节约能源．目前汽车刹车器均采用油压制动。油压制动刹车时消耗的机械能以内能形式排放掉，形成能源的浪费。现有一种汽车再生制动器，能把汽车刹车制动时消耗的机械能转化为电能而储存起来，有效地利用了能量。将汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过再生制动器将动能转化为电能的效率称为储能效率。从能量转化的角度看，汽车再生制动器相当于          。（电动机/汽油机/发电机）
（3）某次测试过程中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能E_k，作出E_k-s图像，如图。可以看出，开启再生制动器进行测试的图线是①、②中的_______，该次测试中储能效率为______。