初中物理能量计算题

如图甲所示为一制胶厂熬胶时的电加热器的电路原理图，图18乙为旋转开关的示意图，开关内有一块绝缘的圆盘，在圆盘的边缘有6个金属触点（在图18乙中用“○”表示，“○”标有1、2、3、4编号，编号相同的触点用导线连接），可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。如旋钮上的箭头指向图中位置A时，金属滑片将1、2触点接通，同时另一端将3、4触点接通；如旋钮上的箭头指向图中位置B时，金属滑片将2、4触点接通，另一端没有与触点接触。圆盘边缘的1、2、3、4金属触点对应于甲图的1、2、3、4触点。用这个旋转开关可以实现加热状态的转换。

图甲中R₁、R₂是两只阻值相同的电热丝。旋转开关在某一位置时对胶进行加热，使其升温；当胶的温度达到一定温度时，旋转开关转到另一位置改变其加热状态，使加热器产生的热量刚好补充向环境的散热，让胶保持在该恒温下加热一段时间，达到粘性最强。胶的比热容为3×10³J / (kg·℃)
（1）旋转开关在       位置时对胶进行加热，使其快速升温。当胶的温度达到一定温度时，旋转开关转到       位置时改变加热状态，使加热器产生的热量刚好补充向环境的散热，让胶保持在该恒温。（选填“A”或“B”）
（2）胶加热升温阶段，电热器的功率为1100W，则每根电热丝的阻值为多大？
（3）用该加热器使10kg 20℃的胶刚好加热到80℃时，用时30 min，则加热器的效率为多少？
（4）加热到80℃时旋转开关转到另一位置改变其加热状态，加热器无论怎样加热，胶的温度始终保持不变，则胶每1min向环境散热为多少J？此时通过加热器的电流为多少A？

如图所示电路是在环境温度为10℃左右的条件下工作的某自动恒温箱原理简图。

箱内电阻R_l=5kΩ，R₂为热敏电阻，其阻值随温度变化的图线如图所示，电源电压为12V。当电压鉴别器的两接入点a、b间的电压U₁≤2V时，鉴别器将使开关S接通，使恒温箱内的电热丝通电而发热，从而使箱内温度升高；当U₁≥4V时，鉴别器将使S断开，停止加热。
(1)从图23中读出环境温度为15℃时的热敏电阻R₂为    kΩ；
(2)通过计算判定该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围？
(3)若想使此恒温箱内的温度变化范围在第(2)问的基础上降低一些，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可采取怎样的措施？

为了将放置在水平地面上、重G=100 N的重物提升到高处。小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置。当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，物体上升速度v随时间变化关系图像为图（丙），物体上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图（丁）所示。若重物与地面的接触面积S=5×10^-2 m²，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：

（1）没有拉力作用在物体上时，物体对地面的压强是多少？
（2）匀速提升物体时，滑轮组的机械效率多大？
（3）在1~2s内，拉力F做的功是多少？

美的CFXB型“220V 440W”电饭煲的原理如图所示，它有高温烧煮和焖饭保温两挡，其铭牌如下表所示。

电饭煲容量	2L
额定电压	220V
高温煮饭功率	880W
焖饭保温功率	110W

 
（1）当开关S闭合时，电饭煲处于高温烧煮挡还是焖饭保温档？且当电饭煲处于高温烧煮挡时工作10min消耗的电能为多少？
（2）电热丝R₁和R₂的阻值各是多大？
（3）当电饭煲在正常焖饭保温时R₁消耗的电功率是多大？

为缓解城市公交运输压力，我校综合实践活动小组针对我市淮海路交通拥挤现象，设计电力机车专用道。同学们收集到电力机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如下：

××型号电力机车	电力机车 功率10^6W	平均速度 60 km／h	牵引力 5×10^3N	额定载客量80人
××型号公交汽车	燃油热值 4×10^7 J／kg	平均速度 15 km／h	牵引力 3000 N	额定载客量40人

（1）甲、乙两车站相距2.1 km，电力机车运行需要多长时间？消耗多少电能？
（2）公交汽车每千米消耗燃油0.4 kg，行驶2.1 km路程所消耗的燃油完全燃烧放出多少热量？公交汽车的效率是多少？
（3）根据题中获得的信息，从物理学角度谈一谈电力机车作为交通工具的优点。（写出一条即可）

如图所示，电路中电源电压为6V且保持不变。滑动变阻器R₂上标有“10Ω  2A”字样。滑动变阻器滑片P在最右端时，闭合开关S，通过电阻R₁的电流为0.5A，求：

（1）电阻R₁的阻值；
（2）此时通过干路中的电流；
（3）移动滑动变阻器滑片P，在电路安全工作的情况下，滑动变阻器R₂上消耗的电功率范围。

今年5月以来我国南方普降大雨，多地发生泥石流，一块巨石滚到了公路上，抢修人员正在用如图所示的装置将石头拖离公路．若石头的质量为1.2×10³㎏，与地面的接触面积为0.2 m²，石头在水平路面上被匀速直线拉动，10 s内绳子自由端沿水平方向匀速直线移动了3 m，石头受到的摩擦阻力为3.6×10³ N，绳子自由端的拉力为1500 N．

求：(1)石头静止在水平地面上时，对地面的压强。
(2)绳子自由端拉力的功率。
(3)滑轮组的机械效率。

如图所示是风力测量仪的电路示意图。其电源电压U ="3" V，电路保护电阻R₁=10Ω，均匀电阻丝的阻值为R₂=10Ω，金属丝（电阻忽略不计）的上端固定在O点，下端系有一块塑料片A，当风从右向左吹动塑料片时，金属丝向左摆动并与电阻丝保持良好的接触，风力表由电压表改装而成。

（l）无风时，塑料片竖直下垂，电压表示数是多少？电路中的电流是多少？
（2）风力最强时，金属丝滑至电阻丝的最左端，电压表的示数是多少？
（3）为什么不在电路中串联电流表，把电流表改装成风力表？

2012年5月10日，一场特大暴雨突袭广西某市，致使该市某中学一千多名师生被洪水围困！武警某部官兵利用冲锋舟为学校师生开辟了水上生命线，满载时排开水的体积为1.5m³，吃水深度（即水面到船的底部的竖直距离）为0.5m。（已知ρ_水=1.0×10³kg/m³，取g＝10N/kg），求：
（1）冲锋舟满载时底部所受水的压强多大？
（2）冲锋舟满载时所受的浮力是多少？

小晨同学注意到新闻经常说国际原油价格涨至多少多少美元一桶，又说我国进口每吨原油提高多少元.他不知道原油的单位“桶”和质量常用单位“吨”之间有什么关系.他设法获得原油样品若干，将密度为0.6×10³kg／m³、体积为100cm³的木块放入原油中，木块漂浮在油面上，有的体积露出油面.求：
（1）木块受到的浮力；
（2）原油的密度；
（3）若每桶油的体积为m³，1吨原油等于多少桶？(计算中g取10N／kg)

“海宝”是2010年上海世博会的吉祥物，其形象如图所示．在点缀上海街头的各种“海宝”中，有一座“海宝”（材质均匀、实心）的质量是3×10³ kg，密度为1.5×10³ kg/m³，与水平地面的总接触面积为1m²．求：

(1) “海宝”的重力是多少？
(2) “海宝”的体积是多少？
(3) “海宝”对地面的压强是多少？

有一种测量人的体重和身高的电子秤，其测体重部分的原理如图中的虚线框所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻），显示体重大小的仪表（实质是电流表）.其中AO∶BO＝4∶1，压力传感器R表面能承受的最大压强为2×10⁶Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示.

压力F/N	0	50	100	150	200	250	300	…
电阻R/Ω	300	270	240	210	180	150	120	…

设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V.请回答：
（1）踏板空载时，电流表读数是      mA.
（2）若压杆与压力传感器之间的接触面积是2×10^－4m2，则该秤的最大称量值是多少Kg？
（3）为了把电流表A的表盘改装成电子秤表盘，我们需要确定踏板上人的体重G与电流表的示数I的关系.请你根据题中压力F与电阻R的相关信息，推导出电流表的示数I与体重G的关系式（要求写出主要的推导过程）.

如图所示的电路中，小灯泡L标有“3V 1.5W”字样，电流表的量程为0--0.6A，电压表的量程为0--3V，滑动变阻器的最大阻值为30Ω，电源电压为4V（设灯泡的电阻不随温度的变化而改变）．求：

（1）灯泡的电阻？
（2）当滑动变阻器接入的电阻为14Ω时，通过灯泡的电流为多少？
（3）在（2）问中通电5min，灯消耗的电能为多少？
（4）在确保安全的情况下，滑动变阻器的取值范围是多少？

如图所示R₁=10Ω，R₂=20Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.3A．

（1）通过R₂的电流是多少？（2）通电1minR₁产生的热量是多少？

小张同学家的浴室安装有一台可供冬季取暖和照明的浴霸。该浴霸的部分数据如下表，简化电路如图所示，其中L为照明灯，L₁、L₂是两盏红外线取暖灯。通过计算回答：

（1）当取暖灯和照明灯都同时正常工作时，通过熔丝的电流多大？
（2）当两盏取暖灯同时正常工作5min消耗多少电能？
（3）从安全的角度考虑，说明浴霸的使用过程中注意的问题。（说出一点即可）