初中物理能量计算题

如图所示，某家用电器具有加热、保温的功能。用电器发热电阻 $R$的额定电压为 $220V$，额定功率为 $605W$．加热时，按下温控开关 $S$与 $a$、 $b$接触，此时红色指示灯亮；当达到一定温度时，温控开关 $S$自动跳接到 $c$，使用电器处于保温状态，此时绿色指示灯亮。红灯标有“ $6V1.5W$”、绿灯标有“ $12V3W$”的字样，用电器工作时两灯均正常发光（虚线框内为用电器的加热和保温装置）。请根据以上信息解答下列问题：

（1）电阻 $R_1$的作用。

（2）当用电器处于加热状态时，加热装置 $1\mathit{min}$消耗的电能。

（3）该用电器在保温状态时，保温装置的发热功率和电阻 $R_2$的阻值。

科学家乘科学考察船前往北冰洋进行科学研究，在船的甲板上安装了一台起重机用来吊装科学探测器材。某次起重机用钢丝绳吊着质量为 $50\mathit{kg}$的探测仪，将它浸没在水中对北冰洋的水体进行研究。 $({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg})$

（1）探测仪受到的重力是多少？

（2）先将探测仪放入水面下 $30m$处，探测仪受到水的压强是多大？然后用钢丝绳施加 $300N$的拉力在 $60s$内将探测仪沿竖直方向向上匀速拉到水面下 $10m$处，拉力的功率是多少？

（3）探测仪在使用过程中体积不变，此探测仪的体积是多少？

（4）实验完毕后，起重机将探测仪回收，起重机的起重臂可以简化成粗细均匀、自身重力不计的杠杆，如图所示是探测仪出水后（探测仪出水前后的质量不变）在空中处于静止状态的情景，在液压顶作用下，起重臂 $\mathit{OA}$与水平方向成 $60°$夹角， $O$为支点， $\mathit{OA}$长 $5.4m$，液压顶施加的力 $F$作用于 $B$点并与起重臂垂直， $\mathit{OB}$长 $1.5m$，此时液压顶对起重臂的作用力 $F$是多大？

如图所示是一种自动测定油面高度的装置，电源电压 $U$为 $6V$， $R_1$是最大电阻为 $30\Omega$的滑动变阻器，它的金属滑片 $P$连在杠杆一端， $R_2$是定值电阻，油量表是用量程为 $0~0.6A$的电流表改装而成。 $(\mathit{ABCD}$四点表示四个接线柱，电磁继电器线圈电阻忽略不计）

（1）当油面上升时，电流表示数变大，则导线 $M$应与　　接线柱相连；当油量下降到预设位置时，警示灯亮，滑片 $P$刚好在 $B$处，则导线 $N$应与　　接线柱相连。

（2）当油箱加满油时，滑片 $P$刚好在 $A$处，电流表的示数达到最大值，求电阻 $R_2$的阻值。

（3）在滑片滑动的过程中，求滑动变阻器 $R_1$的最大功率。

新型电饭锅在煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式交替加热，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，高、低温挡的额定功率见下表。煮饭时，闭合开关 $S$，电饭锅正常工作 $30\mathit{min}$消耗的电能为 $0.44\mathit{kW}·h$，求：

（1）煮饭时通过 $R_1$的电流。

（2）电热丝 $R_2$的电阻。

（3） $30\mathit{min}$内 $R_2$消耗的电能。

额定电压		$220V$
额定 功率	低温挡	$440W$
	高温挡	$1100W$

小明提着质量为 $3\mathit{kg}$的书包，从1楼走到3楼用了 $15s$的时间，书包带与手的接触面积为 $10c{m}^2$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。

（1）求书包的重力。

（2）求书包带对手的压强。

（3）估算小明上楼过程中对书包做功的功率。

定值电阻 $R_1$两端加 $4.5V$电压时，通过的电流为0.45 $A$．如图所示电路，电源电压不变， $R_1$和定值电阻 $R_0$并联，电流表示数为 $0.50A$；用阻值为 $30\Omega$的电阻 $R_2$替换 $R_1$，电流表示数变为0.30 $A$．求：

（1） $R_1$的阻值；

（2）电源电压。

工人用杠杆将重为 $180N$的物体匀速提升 $0.5m$，做了 $100J$的功。求：

（1）提升物体做的有用功；

（2）杠杆的机械效率。

在“测量小灯泡的功率”实验中，小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

（1）按照图甲正确连好电路，闭合开关，小灯泡不亮，两表指针均有转，造成该现象的原因不可能的是　　。

$A$．小灯泡断路

$B$．小灯泡两端电压太小

$C$．滑动变阻器阻值太大

$D$．电源电压太小

（2）移动滑片，当电压表的示数为　　 $V$时，小灯泡正常工作。读出此时电流表的示数为 $0.3A$，则小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（3）据实验测得的数据画出小灯泡 $I-U$关系图象如图乙（坐标轴上的数值已被擦除），分析图象可知，当小灯泡两端电压减小时，小灯泡的电阻　　（增大 $/$减小 $/$不变）。

（4）当小灯泡两端电压为 $2V$时，其实际功率在以下哪个范围内：　　

$A$． $P_{实}⩽0.48W$

$B.0.48W<P_{实}<0.6W$

$C.0.6W⩽P_{实}<0.75W$

$D$． $P_{实}⩾0.75W$

如图为某型号电动机的铭牌，求：

$**$牌电动机
型号	$\mathit{JT}-44$
额定电压	$220V$
额定功率	$44W$
线圈电阻	$100\Omega$
制造商： $****$

（1）此电动机的额定电流。

（2）此电动机正常工作 $10\mathit{min}$所消耗的电能和由此转化为的机械能。

如图，使用杠杆提升重物，拉力 $F$竖直向下，重物匀速缓慢上升，相关数据如表：

物重 $G/N$	拉力 $F/N$	时间 $t/s$	$A$端上升的竖 直距离 $h/m$	$B$端下降的竖 直距离 $s/m$
200	500	0.5	0.4	0.2

求：

（1）拉力所做的功。

（2）拉力做功的功率。

（3）此过程中，该杠杆的机械效率。

如图所示，工人利用滑轮组提升重物，在 $30s$内将静止在水平地面上质量为 $90\mathit{kg}$，底面积为 $200c{m}^2$的长方体物块匀速提升 $5m$，此时工人的拉力为 $400N(g=10N/\mathit{kg})$。求：

（1）提升前物块对水平地面的压强；

（2）工人拉力做功的功率；

（3）滑轮组提升该物块的机械效率。

如图所示电路中，电源电压为 $6V$，电阻 $R_1$、 $R_2$的阻值分别为 $12\Omega$和 $6\Omega$闭合开关 $S$，则：

（1）电流表的示数是多少？

（2）求电阻 $R_2$在 $1\mathit{min}$内消耗的电能；

（3）断开 $S$，将电阻 $R_2$拆下，再将最大阻值为 $30\Omega$的滑动变阻器 $R_3$接入剩余电路中，重新闭合 $S$，移动滑片，记录电流表示数如下表所示。

①表中有1个数据记录错误，该数据是　　；

②请根据表中数据判断 $R_1$与 $R_3$的连接方式并简述理由。

序号	1	2	3
电流（A）	0.12	0.25	0.40

某款电热水壶的相关信息如表所示现在该水壶内装入质量为 $1\mathit{kg}$、初温为 ${20}^{°}\text{C}$的水放置在水平桌面上接通电源使其正常工作，在标准大气压下将水烧开（不计热量损失），求：

额定功率	$1000W$
自重	$5N$
与桌面接触面积	$200c{m}^2$

（1）装入水后水壶对桌面的压强 $p$；

（2）水吸收的热量 $Q$；

（3）将水烧开所需时间 $t$。

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

如图所示，利用动滑轮提升货物在竖直向上大小为 $250N$的拉力 $F$作用下，重为 $400N$的货物在 $20s$的时间内匀速上升 $5m$求：

（1）有用功 $W_{有}$；

（2）拉力 $F$的功率 $P$；

（3）此过程中动滑轮的机械效率 $\eta$。

如图，是某一款电动平衡车，两车轮与地面的接触面积为 $40c{m}^2$．求：

（1）若地面受到的压强为 $5\times {10}^4\mathit{Pa}$，则该平衡车对地面的压力为多少？

（2）若该平衡车 $20s$内沿水平面匀速行驶 $100m$，受到的阻力为 $90N$，则此过程中克服阻力做功的功率为多少？