初中物理能量计算题

如图所示的电路，电源电压U＝4.5V且保持不变，R ₁＝5Ω，R ₂标有"50Ω

0.5A"字样的滑动变阻器，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，则：

（1）在接入电路之前，滑动变阻器R ₂两端允许加载的最大电压是多少？

（2）电路的最大总功率为多少？

（3）为了保护电路，滑动变阻器接入电路的电阻值的变化范围是怎样的？

妈妈为了让明明在家里有一个舒适的学习和生活环境，新买了一台科龙牌挂式空调机，细心的明明观察后发现这台空调的铭牌参数如下表所示：

额定电压：220V	型号KFR﹣2GW/uR 2
频率：50Hz	额定功率：1100W
出厂日期：2009.5	编号：AO30493

请问：（1）这台空调正常工作时通过的电流是多少安？

（2）如果这台空调每天正常工作2h，那么一个月（按30天计算）要消耗多少kw•h的电能？

如图所示的电路中，电源电压恒定，定值电阻R ₁的阻值为12Ω，滑动变阻器R ₂上标有"10Ω 1A"字样，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0﹣3V。闭合开关S，电流表示数为0.5A，电压表示数为2V。

求：

（1）滑动变阻器连入电路中的电阻；

（2）电源电压；

（3）在确保电路元件安全使用前提下，要使整个电路消耗的总功率减小，此时滑动变阻器的滑片应向哪端移动？整个电路消耗的最小功率是多少？（计算结果保留小数点后一位）

如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，R ₁和R ₂均为电烤箱中的加热元件，R ₂的阻值为70Ω．当只闭合S ₁时为低温挡，低温挡电烤箱的电功率为440W。

（1）低温挡工作时，电路中的电流是多少？

（2）发热电阻R ₁的阻值是多少？

（3）高温挡时应该闭合的开关是 　       　，高温挡的电功率是多少？

（4）小余发现在傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他猜想是用电高峰时电压偏低所致，于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在30s内电能表的转盘转了25转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？（不考虑电阻值随温度的变化）

如图所示的电路中，电源电压恒定不变，电压表的量程为0～15V，电流表的量程为0～0.6A，灯L上标有"6V 3W"字样（不考虑灯丝电阻随温度的变化），定值电阻R ₂＝30Ω．当只闭合开关S ₁、S ₂，调节滑片P至距B端 $\frac{2}{5}$ 处时，灯L正常工作；当只闭合开关S ₁、S ₃，调节滑片P至中点处时，电流表示数为0.3A，求：

（1）灯泡的电阻；

（2）电源电压；

（3）在保证电路各元件安全的情况下，只闭合开关S ₁、S ₂时，灯L消耗的电功率范围。

如图所示的电路，电源电压保持不变，R ₁＝20Ω，当闭合开关S ₁、S ₃，断开S ₂时，电流表的示数为0.3A，当闭合开关能S ₂、S ₃，断开S ₁时，电流表的示数为1.2A。

（1）求电源电压；

（2）求电阻R ₂的阻值；

（3）当闭合S ₁，断开S ₂、S ₃时，电路消耗的电功率为P ₁；当闭合S ₂，断开S ₁、S ₃时，电路消耗的电功率为P ₂，且P ₁：P ₂＝1：2，求电阻R ₃的阻值；

（4）求整个电路消耗的最小电功率。

小芳给爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图甲所示，足浴器某次正常工作时，加热功率为控制面板上发光指示灯所对应的功率，控制面板显示如图乙所示，求

（1）此时足浴器的工作电流。（计算结果保留一位小数）

（2）足浴器装入最大容量初温为25℃的水，将其加热到控制面板上显示的温度时，水所吸收的热量。[C _水＝4.2×10 ³J/（kg•℃）]

（3）上述加热过程用时15min，该足浴器热效率。

（4）整个加热过程中，水温降至40℃时，足浴器自动加热至45℃，水温随时间变化的图象如图丙所示，当水温第一次加热至45℃时，小芳开始给爷爷足浴1小时，求这次足浴给水加热消耗的电能。

如图所示，电源电压恒定，R为定值电阻，灯泡L标有"6V 6W"的字样，滑动变阻器R'最大阻值为36Ω．闭合开关S．当滑片P移到最右端时，电流表的示数为1A；当滑片P移到最左端时，电流表的示数为0.2A．（不考虑灯丝电阻变化）

（1）该电路是 　　联电路，灯泡L的电阻是 　 　Ω。

（2）电源电压是多少？定值电阻R的阻值是多少？

（3）移动滑片P，当滑动变阻器消耗的电功率为时，滑动变阻器接入电路的阻值是多少？

三峡升船机是目前世界上技术最难、规模最大的升船机。过往船只驶入升船机中装满水的船厢后，可以竖直升降，大大缩短船只过坝的时间，为了确保运行的安全性，工程师们建造三峡升船机前设计、比对了多种升降船厢的方式。"水力浮筒式"也是其中一种受到广泛关注的升降船厢方式，下图是它的工作原理图。当进水阀关闭、排水阀打开时，竖井中水位下降，两个相同的浮筒也随之下降，船厢就会上升；反之船厢就会下降。

已知船厢装满水后船厢和水的总质量为1.55×10 ⁷kg，每个浮筒的质量为1.8×10 ⁷kg，求：

（1）若升船机承载着装满水的船厢匀速竖直下行100m，则重力对船厢和船厢里的水做的功共是多少J？

（2）当质量为2×10 ⁶kg的船只驶入装满水的船厢，船厢上升到与上游水位相平时（即图中所示位置），进水阀、排水阀都关闭，此时每个浮筒排开水的体积是多少m ³？（不计钢绳和滑轮的重力及摩擦）。

某兴趣小组在实验室（温度为20℃）进行综合实验。装置如图所示，长为0.6m的绝缘轻质杠杆ab悬挂在高处，可绕O点转动。点O距杠杆b端0.2m。杠杆a端的轻质丝线悬挂一体积为2×10 ^{﹣ 3}m ³的实心合金块B，B浸没在烧杯内的液体中。已知该液体热胀冷缩的特性显著。其在温度为20℃时的密度为1.0×10 ³kg/m ³．当杠杆b端用轻质金属丝悬吊一质量为2kg的铜柱时，杠杆正好在水平位置平衡。此时，铜柱下的金属探针（重力不计）正好伸到水银槽的水银面上并且刚好和水银接触。右方电路中，小灯泡发光，导线C和金属丝良好接触但对金属丝和杠杆都不产生力的作用。导线A始终和槽中水银良好接触。已知小灯泡规格为"3V0.06W"，电源电压为3V．铜柱、探针、水银的电阻均不计。忽略温度对灯丝电阻的影响。求：

（1）若在电路中串联一个量程为0～15mA的电流表，为保证电路安全。定值电阻R的最小阻值是多少？

（2）合金块B的密度是多少？

（3）除烧杯内的液体外，装置中其他物体的热胀冷缩忽略不计。若实验室温度骤然升高，小灯泡将 　  　（选填"继续发光"或"熄灭"）。

图甲是小明家电热水壶内部的简化电路图，其中R₁ 为加热管，R₂ 为限流电阻，只有加热管放出的热量能被水吸收。S₁是温控开关（也叫防干烧开关），S、S₂是手动开关，调节S、S₂可以使电热水壶分别处于加热和保温状态，下表是该电热水壶的铭牌。

XX牌电热水壶
额定电压	220V
最大容量	1.5L
额定加热功率	880W
保温功率
频率	50Hz

（1）加热水壶处于加热状态时，手动开关S、S₂应处于什么状态？正常工作时，通过加热管R₁的电流为多少？

（2）电热水壶正常工作，在1标准大气压下，将一满壶初温为20℃的水烧开，水需要吸收多少热量？[c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）]

（3）水烧开后，让电热水壶处于保温状态，若R₂＝165Ω，则电热水壶的保温功率为多少？

（4）小明发现在晚上用电高峰时烧开一壶水比白天用时长，晚上他进行了测量，关掉家里其他电器，仅电热水壶工作，他观察到家里电能表（如图乙）1min转盘转了40转，则晚上烧水时电热水壶的实际功率为多少？

在如图所示电路中，电源电压6V恒定，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，灯泡的规格分别为L₁“6V1.8W”和L₂“6V1.2W”，滑动变阻器R的规格为“50Ω1.5A”，不计温度对灯丝电阻的影响。求：

（1）灯泡L₁的电阻

（2）滑动变阻器的滑片P放在a端时，闭合开关S₁、S₂、S₃后，电流表的读数是多少？

（3）闭合开关S₁、S₂，断开S₃时，调节滑动变阻器的滑片P，使灯泡L₁的实际功率为0.8W时，滑动变阻器消耗的电功率是多少？

（4）若两灯中只允许一盏灯工作，且要求电路元件安全使用，在滑片移动过程中，整个电路至少消耗多少电功率？

电阻式传感器被广泛应用与测力、测压、称重，它的核心部分是一只可变电阻，一同学用如图甲所示电路研究某电阻式传感器的特性，图中R₀为定值电阻，R为电阻式传感器，当控制其阻值从0变为60Ω，测得传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示，已知电源电压恒定不变。

（1）当通过传感器的电流为0.1A时，传感器的电阻为　　Ω；

（2）求P₁的值；

（3）求R₀的阻值。

如图甲是某型号的电热炉，图乙是其电路结构简图，通过控制档位开关S_a、S_b可以获得四档加热功率，已知电阻丝R₁的阻值为44Ω，不计温度对R₁、R₂阻值的影响。

（1）当开关S_b断开，S_a与触点1接通时，求通过开关S_a的电流；

（2）当开关S_b断开，S_a与触点2接通时，电热炉对1kg水加热7min，水温升高30℃，求电热丝R₂的阻值。已知消耗的电能有75%被水吸收，水的比热容为4.2×10³J/（k•℃）

（3）若开关S_b闭合时，电热炉的电功率总比S_b断开时大，请比较R₁、R₂阻值的大小关系，并写出分析过程。

随着人们网上购物量的剧增，一种充电机器人当起了快件投递员。已知机器人携带快件满载时总重G＝13500N，以10m/s的速度匀速直线行驶时，所受平均阻力f为0.03G。

（1）求机器人匀速直线行驶过程中的功率；

（2）假设给机器人提供1度的电能，可供其匀速直线行驶8km，求机器人工作时的效率；

（3）机器人靠摄像头来识别道路，为防止镜头上雾，需贴一张电热膜，电路如图所示。已知电热膜的额定电压22V，额定功率4.84W．为满足不同季节使用的需要，还可以通过调节滑动变阻器R，使电热膜的功率在额定功率的25%～100%之间变化，请求出R的最大阻值。