初中物理能量计算题

如图所示电路，电源电压恒为12V，电阻R₁的阻值为5，滑动变阻器R₂上标有“10  3A”的字样，小灯泡L上标有“12V  6W”的字样，电流表的量程为0――3A。

（1）当开关S₁、S₂、S都闭合时，求小灯泡L在5min内产生的热量；
（2）当开关S₁、S₂、S都闭合时，电流表的示数为2A时，求R₂消耗的电功率；
（3）当开关S₁、S₂都断开，S闭合时，为了确保测量准确，要求电流表示数不小于其量程的1/3，求滑动变阻器R₂接入电路的最大阻值。

太阳能电池作为一种新能源产品，逐渐得到广泛应用。太阳能电池板在几小时内可得到的太阳辐射能约为1.26×10⁷ J。
（1）若某一牵引力为3×10³N的电动汽车做匀速直线运动时，通过一段路程所做的功也等于1.26×10⁷ J，求这段路程。
（2）如果这些能量全部被一定质量的水吸收（不考虑热损失），能使水的温度从20℃升高到80℃，求这些水的质量。[c_水＝4.2×10³ J/(kg·℃)]

如图是小林家里电热水器的工作原理图，两根加热管电阻相同．电热水器功率有高、中、低三档．当S₁断开，S₂接b时，其功率为低档，大小为1000W．

（1）请指出电热水器的高、中档功率分别是多少瓦．（不必写出推导过程）
（2）小林选用某功率档加热水箱里的50L水，水温升高40℃用了40min，求此过程电热水器的功率．【水的比热容c=4.2×10³J/（kg•℃）】

明亮同学的家中有一台微电脑控制的电热水壶，如图所示．该电热水壶可以将水从桶中自动抽到壶中并自动加热至水烧开．明亮同学观察该电热水壶的铭牌时发现其额定加热功率模糊不清晰，其它铭牌标记均清晰（如表所示）；烧水前他关掉家里其它用电器，只接通电热水壶控制开关，小电动机开始额定电压下用5s时间将水从桶中提升了0.8m加至电热水壶满刻度处自动停止加水，此时显示水温为20℃，电热水壶加满水后开始在额定电压下烧水至水温为100℃时自动断开电路停止工作．明亮同学还观察到，在电热水壶烧水的过程中，家里标有3000r/kW•h的电能表在30s内转盘转了50转．（g=10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³，c_水=4.2×10³J/（kg•℃））．

型号	MH﹣200
额定电压	220V
额定频率	50Hz
额定加热功率
小电动机额定功率	5W
容量	2.0L

求：
（1）小电动机提升水的工作效率；
（2）电热水壶的额定加热功率；
（3）如果在用电高峰时明亮同学家中的实际电压是额定电压的90%，电热水壶在此电压下烧水时的加热效率为90%，试计算在用电高峰时烧开该壶水所需的时间．

如图所示，电源电压恒为4.5V，电压表量程为“0～3V”，滑动变阻器R规格为“20Ω，1A”，灯泡L标有“3.0V，1.5W”字样（不考虑灯丝电阻变化）．在不损坏电路元件情况下，求：

（1）灯泡的电阻和正常工作的电流；
（2）滑动变阻器阻值变化的范围；
（3）该电路的最大功率．

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。

如图所示，质量为8kg，边长为5cm的正方体物块A置于水平地面上，通过细绳系于轻质杠杆BOC的B端，杠杆可绕O点转动，且CO=3BO，在C端用F=20N的力竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡．（绳重不计，g取10N/kg）

求：（1）物体A的重力G；
（2）B端细绳的拉力F_拉；
（3）物体A对地面的压力F_压；
（4）物体A对地面的压强P．

桂林着力打造广西风电基地，预计到“十二五”期末，全市建成的风电装机容量达到100万千瓦。如图，风力发电——即是风轮机叶片不断受到风力的推动而转动，继而带动发电机工作输出电能。若风力发电机，每片风叶质量为6t，长为40m。下表给出了1kg空气在不同风速下速度（ν）与动能（E）的关系：（空气密度取1.2kg/m³）
         
（1）当风速为6m/s时, 每千克空气具有的动能是多少焦耳？
（2）如果一台这样的风力发电机平均每秒可以输出1.2×10⁵J的电能，则1000台这样的风力发电机，一年获得的电能相当于完全燃烧多少千克的煤产生的能量？（一年工作时间按3000h计算，煤的热值为3×10⁷J/kg）
（3）当风速为10m/s时, 若风力发电机风轮正面迎风，这台发电机每秒钟能对外提供3.8×10⁵J的电能，则它将风能转化为电能的效率是多少？

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?

右表是某电水壶的铭牌。该电水壶把1.2 kg的水从25 ℃加热到100 ℃。［c_水=4.2×10³ J/(kg·℃)］求：

(1)水吸收的热量；
(2)若电水壶产生的热量有90%被水吸收，则此次电流做了多少功；
(3)若此次加热时间为300 s，通过计算说明此时电水壶是否正常工作？

2014年4月9日,全球最大太阳能飞机“太阳驱动”二号在瑞士首飞成功。该飞机在飞行中无需一滴燃料，仅靠阳光就能实现昼夜飞行。其质量为2300 kg,最大速度为140 km/h。求：
(1)飞机以最大速度飞行1.5 h通过的路程；
(2)飞机的重力；
(3)若飞机停在机场的水平地面上时，轮胎与地面接触的总面积约为0.4 m²，飞机对地面的压强是多少。

如图所示，容量为2L，额定加热功率为1210W某品牌的电热水壶，将20℃的水烧开(1标准大气压下)，求:

(1)电热水壶装满水后，壶中水的质量至少为多少Kg？
(2)烧开满壶水，水吸收的热量为多少？
(3)若使用天然气烧开这壶水，至少需要多少m³的天然气？(己知天然气热值为3.36×10⁷J/m³)
(4)在用电高峰时200V的电压下，烧开这壶水若用了14min.则电水壶的热效率为多少？

今年年初，我国在南极考察的“雪龙”号破冰船成功营救了俄罗斯科考船被困乘客。如图所示，破冰船针对不同的冰层有不同的破冰方法。其中一种破冰方法是:接触冰面前，船全速航行，船体大部分冲上冰面，就可以把冰压碎。(海水的密度取1.0× 10³kg/m³)

(1)当破冰船航行于海面时，它的排水体积约为2700m³，求船自身的重力。
(2)在一次破冰行动中，当船冲到冰面上时，船的排水体积变为原来海水中的三分之一，船与冰层接触面积为6m²，此时破冰船对冰层的压强是多少？

在如图所示的电路中，电源电压不变，R₂为0～50Ω的变阻器，电流表与电压表为实验室常用的电流表与电压表。合上开关后，V表的示数为6V， A表的示数为2A， A₁的示数为0.5A，求:

(1)电阻R₁的阻值；
(2)通过变阻器R₂的电流；
(3)如果A表的量程为0～3A， A₁表的量程为0～0. 6A，为了不使电表损坏，变阻器连入电路的最小阻值R_min为多少?

小丽的妈妈买了一台全自动豆浆机，如图甲所示．图乙是豆浆机的主要结构：中间部分是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸．图丙是豆浆机正常工作时，做一次豆浆的过程中，电热管和电动机交替工作的“P﹣t”图象．下表是这个豆浆机的主要技术参数．

型号	SYL﹣666
额定电压	220V
额定频率	50Hz
电机功率	120W
加热功率	1210W
容量	1500mL

请解答下列问题：
（1）豆浆机正常工作时的最大电流是多大？
（2）豆浆机正常工作，做一次豆浆，加热时消耗的电能是多少？
（3）豆浆在正常工作状态下做一次豆浆，若大豆和清水总质量为1.5kg，初温为20℃，豆浆沸腾时温度是100℃．求豆浆机电热管的加热效率是多少？（已知大豆和清水的混合物的比热容及豆浆的比热容均为4.0×10³J/（kg•℃），计算结果保留到小数点后一位）．
（4）在某一次豆浆机工作的时候，小丽将家里的其它用电器都关闭，她观察到豆浆机的电热管工作时，家里标有“1200r/kW•h”字样的电能表转盘在1min内转过了22转．此时豆浆机的实际功率是多大？