初中物理电能的输送计算题

(8分)一天，小明注意到家中的灯泡比平常亮，猜测可能是电压超过了220 V，为了证实他的猜测，他做了如下实验：关闭家中其他用电器，只开一盏“220 V  100 W”的电灯，观察到家中标有“3000 R/kW·h”字样的电能表在20 min内转盘转了121转．
（1）这盏灯的电阻多大？（不计温度对灯丝电阻的影响）
（2）在20 min时间内这盏灯消耗的电能是多少？
（3）小明家此时的实际电压是多少？
（4）为使这盏灯能正常发光，应串联一个多大的电阻？

小明和妈妈一起去商场选购了“亚米牌”全自动豆浆机，回到家，他马上阅读了使用说明书，了解了豆浆机的主要结构（如图甲）、使用方法及注意事项，并观察了豆浆机铭牌（如图丙），电路原理图可等效成图乙。下表是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机工作时间与对应的工作状态。请你帮小明解决下列问题：

工作时间（min）	0 ~ 1	1~ 5	5 ~ 6	6 ~ 10
工作状态	粉碎打浆	加热	粉碎打浆	加热

（1）豆浆机正常工作电热丝电阻是多少？
（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，电流做功多少焦？
（3）小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里的其它用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热丝工作时，家里标有“2000r/kW·h”字样的电能表转盘在3min内转了50转，则他家电路的实际电压是多少？（不考虑温度对电阻的影响）

图甲是用来焊接PVC塑料管道的热熔器外观照片．其内部电路如图乙，S₁是手动电源开关．S₂是温控开关，作用是完成“加热模式”和“保温模式”之间的切换．L是指示灯（在S₁闭合情况下L始终能正常发光），R₁是限流电阻．下表是有关元件的物理参数．

（元件）项目	参数	（元件）项目	参数
电源电压	220V	L灯	0.1A，2W
加热功率	1210W（不含L及R1的功率）	R2	202Ω

（1）求R₁的阻值；
（2）求保温功率（不含L和R₁的功率）；
（3）求该热熔器（全电路）在保温模式下1min消耗的电能．

光敏电阻的特点是有光照射它时阻值变小．如图1所示是某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，光源射出的远红外激光束穿过通道照射到光敏电阻R_T上，当有人通过时，人体将阻挡激光光线的射入．电源电压恒定为12V，R_T为光敏电阻，定值电阻R₀=10Ω，若在0﹣12s的时间内有两人分别经过通道，每次通过时间为1s，电压表的示数变化规律如图U﹣t．求：

（1）当有人通过（光敏电阻在无激光照射）时，光敏电阻的阻值R_T0；
（2）当无人通过时，光敏电阻的功率；
（3）在0﹣12s的时间内电路消耗的电能．

世界首次高寒高铁运营最高速度300km/h的哈大高铁，正式通车．如图所示为以哈大客运专线主要车型动车组．

（1）当该动车组用以100m/s的速度匀速直线行驶10min后，则该列车行驶了多少公里？
（2）该动车组的每节车厢上都配有电热水器．在标准大气压下，15分钟内把10kg、20℃的水烧开．电流至少要做多少功？（c_水=4.2×10³J/（kg．℃）
（3）若它工作时的电功率为4.2kW，则该电热水器的热效率为多少？

如图甲是用来焊接自来水管的塑料热熔器，通电后，加热头发热，使需对接的塑料水管的两头熔化，将它们对接，紧压在一起，冷却后就可以焊接成一根水管了，其电路部分如图乙所示，S₁是手控开关，S₂为温控开关，ND为指示灯，R₁是限流电阻，R₂和R₃为电热丝，表是它的术参数．

产品名称	便携式自动控温式PPR/PP•R塑料管材
型号	20-32MM（配Φ20、Φ25、Φ32模头）
环境温度	-20℃-50℃
额定电压	220V
加头温度	260±5℃
功率	加热状态电热丝功率：1000W 保温状态电丝功率：250W
安全指标	绝缘电阻不小于1MΩ

请解答下列问题：
（1）若指示灯ND用“3V 10mA”的发光二极管，则限流电阻R₁的阻值多大才能使指示灯正常发光？
（2）电热丝R₂的阻值多大？
（3）当环境温度是20℃时，熔化1kg的PVC塑料需要吸收10⁶J热量，此时塑料热熔器的效率为90%．某次熔接需要熔化90g的PVC，在塑料热熔器正常工作情况下需要加热多长时间？

下面的图表是从某台电热饮水机说明书上收集到的信息。经分析得知，当开关S闭合时，饮水机处于加热状态，S断开时，饮水机处于保温状态。为了测量它加热时的实际功率，小明断开其它所有用电器，只将该饮水机接入家庭电路中，闭合开关S，测得热水箱中的水从25℃升高到100℃，所用时间为7.5min，同时观察到家中标有“1200r/kW•h”字样的电能表转盘转过120转（r）。不考虑温度对阻值的影响[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]。根据以上信息，求：

热水箱容量	1L
额定电压	220V
加热时额定功率	968W

（1）饮水机热水箱中的水从20℃升高到100℃时所吸收的热量；
（2）饮水机在加热过程中的热效率；
（3）饮水机加热时的实际电压。

寒冷的冬天，孝顺的小茜用自己平时积攒的零花钱给住在偏远农村的奶奶买了一个“暖手宝”，铭牌如表中所示，请回答下列问题：

（1）该“暖手宝”正常工作时的电流和电阻各是多少？
（2）该“暖手宝”正常工作工作5分钟产生的热是多少？
（3）在奶奶家，到晚上用电高峰小茜再次给“暖手宝”加热时，发现加热时间明显比白天长．聪明的小茜知道这是因为电压降低了的缘故，于是专门进行了一番测量：她关掉其它用电器，单独给这个“暖手宝”通电6分钟，观察到家里的电能表（如图所示）转盘转了44转．请你帮小茜计算出这时她奶奶家实际电压是多少？（不考虑温度对电阻的影响）

产品名称	暖手宝
产品货号	QB32
额定功率	440W
额定电压	220V
通电储热	5～8分钟
电源线长	约80cm
暖手宝直径	约220mm

 

LED（发光二极管简称LED）是人类继爱迪生发明白炽灯之后最伟大的发明之一，它是一种新型节能、环保的光源产品。如图甲是一种常见的LED手电筒，发光元件由5个发光二极管并联组成，每个发光二极管的额定电流为30mA，它的能量是由可反复充电使用的电池提供，且LED 灯发光的颜色会随电压的变化而变化，如图丙表格所示。

请回答下列问题：
（1）这种LED手电筒正常工作时的总电流为多少?
（2）图乙是一个LED与50Ω的定值电阻R串联，已知电源电压为4.2V保持不变，闭合开关S，毫安表（为读数更精确的电流表）的读数为20mA，通过计算说明此时LED灯发出什么颜色的光？
（3）若图乙中，闭合开关S，R的实际功率为0.08W，求此时LED灯通电10min消耗的电能是多少焦耳?

如图甲所示小明家新买了一台电火锅，足不出户就能吃到美味的火锅，图乙所示为该电火锅的铭牌。（不计温度对电阻的影响）求：

（1）该电火锅正常加热时的电阻？
（2）图丙是电火锅加热部分的简化电路图，其中R₁、R₂均为电火锅内部的发热电阻，S₂为加热保温自动切换开关，求R₂的电阻是多少？
（3）某天用电高峰期小明观察到，此电火锅单独加热使用1min，家里电能表（600r/kwh）的转盘转了10r，此时实际电压为多少？

赵阳同学有一只电热器，他不知道这个电热器的功率，他想利用家中的电能表进行测量，他把家中其他电器都关闭，只让电热器工作，经过3分钟他观察到电能表转了12转，他家的电能表上标有“220V  10A  300r/kWh”的字样．请你帮他完成下列问题：
（1）这个电热器消耗的电能是多少J？
（2）这个电热器的功率是多少KW？
（3）如果他家里还有200W的电视机一台、100W的电冰箱一个、500W的电饭煲一个及40W的电灯四盏，那么这些用电器能否同时使用？

伦敦奥运会期间，一种环保混合动力汽车穿梭于各场馆之间，混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量．一测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油 4.475kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的能量由最大值的60%增加到80%，蓄电池组储存的能量的最大值为1.08×10⁸J．从汽车使用技术手册中，测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×10⁷J/kg，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如上左图所示．

（1）混合动力车启动时，蓄电池     能转化为汽车     能．
（2）该车在测试过程中内燃机的牵引力所做功是多少？
（3）该车在测试过程中蓄电池组储存的能量增加了多少？
（4）试计算该汽车内燃机的效率（不计内燃机机械传动及充电过程中的能量损失）．

电吹风是现代家庭的常用电器。如图甲所示是电吹风的电路原理图，R是电热丝，M是带动风扇转动的电动机，三角牌电吹风的主要技术参数如图乙所示，求：

（1）当只闭合S_l时，电动机正常工作，通过电动机的电流为多大？
（2）当同时闭合S₁、S₂时，电吹风正常工作，10 min内电流通过电热丝R产生的热量是多少？
（3）小明家的电能表如图丙所示，当小明家其它用电器都关闭，只有电吹风正常工作且吹热风时，在15 rnin内电能表的转盘能转多少圈？

小明家的浴室新安装了一台可供取暖和照明的新型家用电器——浴霸。该浴霸的部分数据如表所示，其简化电路图如图所示，图中L为照明灯，L₁、L₂是两盏红外线取暖灯。求：（小数点后保留两位小数）

（1）该浴霸照明灯正常工作时，通过照明灯的电流是多少？
（2）断开开关S，闭合开关S₁和S₂，该浴霸取暖灯正常工作时，该电路的总电阻是多少？
（3）当L、 L₁、 L₂都同时正常工作时，10min内浴霸消耗的电能是多少？

如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。右表是该防雾镜的相关数据

（1）求防雾镜正常工作时的电流；
（2）经测试，在－10℃环境下，正常工作2分钟，可以使平面镜的平均温度升高到30℃。求电热膜给平面镜的加热效率；[玻璃的比热容为0.75×10³J／（kg·℃）]
（3）如图乙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器，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。