初中物理能量计算题

如图所示，将定值电阻R与Rc串联，接在某变压电源的两端，已知Rc为半导体材料， 当其两端的电压超过6.5V时，该材料将会烧坏。图中是R和Rc的电压随电流的变化关系图像。请解答下列问题：
(l)根据图像，求出定值电阻R的阻值；
(2)闭合开关S，求变压电源电压的最大值；
(3)当定值电阻的电功率为0.2W时，求半导体材料Rc的电功率。

图甲是家庭常用的电饭锅，其内部电路如图乙所示，R₁是加热电阻,R₂是限流电阻。煮饭时，接通电源(220V)，闭合手动开头S₁，电饭锅处在加热状态。电饭锅内食物温度达到103°时，开关S₁会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合；S₁断开后，电饭锅进入保温状态，S₂是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动断开，温度低于70℃时会自动闭合。已知水的比热容为4.2×l0³J/ (kg．℃)。

请简答下列问题
(1)铭牌上所标加热时额定功率是1000W，求电饭锅加热时R₁的阻值。
(2)若在一个标准大气压下将温度为20℃，质量为2. 5kg的水浇开需要16min40s，求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少？
(3)若电饭锅中加入一些水（1标准大气压）．将手动开关S_l闭合，若无外力作用于S_l，水是否会烧干？请说明原因。

某同学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置，它的底部较重，可以竖直漂浮在水面，其总质量为0.21kg、底面积为3×10^－3m2。不放物体时，与水面所对应位置处的刻度线的标定值m₀为“0”，如图甲所示，求该装置所受的浮力F₁。若在该装置中放入一个体积为1.5×10^－5m3的物块，圆柱形容器的底部在水面下的深度h=0.11m，如图乙所示，求该装置受到的浮力F₂和此时与水面所对应位置处的刻度线的标定值m。
（友情提示：一定要画受力分析图哟!）

如图1为小颖同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能．图1中电磁继电器（线圈电阻不计）、热敏电阻R、保护电阻R₀、电压恒为6V的电源U₁、导线等组成控制电路．当电磁铁线圈中的电流I＜10mA时，继电器上方触点和触点c接通；当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点和触点a、b接通．热敏电阻中允许通过的最大电流I₀=15mA，其电阻R随温度变化的规律如图2，热敏电阻和加热电路中的三只电阻R₁、R₂、R₃均置于储水箱中．已知R₁=33Ω、R₂=66Ω、R₃=154Ω、U₂=220V．

（1）衔铁被吸下时，加热电路的总电阻是多大？
（2）保温状态下，若加热电路的发热功率等于热水器散热功率的80%，求10分钟内热水器散失的热量；
（3）为使控制电路正常工作，保护电阻R₀的阻值至少为多大？若R₀为该值，衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少？

在一次物理课外科技活动中，老师为活动小组的同学们提供了一个新型的电子器件，只知道该新型电子器件两端的电压与通过电流的比值不是一个定值。老师要求活动小组的同学用如图甲所示的电路，探究通过新型电子器件的电流I与可控电源的电压U的关系。已知可控电源的电压在0与220V间可调，定值电阻R=20Ω。同学们在老师的指导下得到了如图乙所示的图像，则：

（1）．可控电源电压在80V时，电子器件的电阻是多少?
（2）当电源电压U=110V时，新型电子器件的电功率和电源的输出功率.

小波班上有一台饮水机，它的铭牌如右表，工作电路如图所示，S₀是温控开关，可以自动控制饮水机的加热或保温状态.问：

⑴当热水箱中盛满水时，水的质量是多少？
⑵在加热状态下，饮水机正常工作20min可以将满箱的水从20℃加热到100℃，则在此过程中：
①通过饮水机的电流是多少？饮水机消耗的电能是多少?
②水吸收的热量是多少? [c_水=4.2×10³J/（kg·℃）]
③饮水机的效率是多少？
⑶R₂的阻值是多少?

如下表及图所示，是某电热饮水机说明书的一些数据和电路原理图，该电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内的温控开关S₀控制）。求：

（1）当开关S闭合，开关S₀断开时，饮水机的功率是多大？
（2）保温电阻R₂的阻值是多少？
（3）若正常工作时，该电热器加热的效率为70％，将满热水箱的水从20℃加热到95℃需要多长时间？（C_水=4.2×10³J/kg·℃）

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。

如图甲所示为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图，其中电源两端的电压恒为24V，R₀为定值电阻，A为油量指示表（一只量程为0～0.6A的电流表），R_x为压敏电阻，它的上表面受力面积为10cm²，其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示。油箱的上下两部分皆为长方体形状，下半部分的横截面积为、20dm²，高为2dm，上半部分的横截面积为10dm²，油箱加满油时油的总体积为60dm³。当油箱装满油时，油量指示表的示数如图丙所示。已知：ρ_汽油＝0.7×10³kg／m³，取g=10N／kg。

1．当油箱内汽油用完时，油量指示表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值是多少；
2．若汽车在高速公路匀速行驶400km，油量表由满刻度指向满刻度的位置，求该汽车每行驶100km消耗汽油多少升；
3．在上面第（2）问所述的行驶过程中发现，油量表的示数在开始运动的一段时间内变化较快，而后来一段时间内变化较慢，请解释其中的原因。

如图所示，某工程队在一次施工作业中，以恒定速度沿竖直方向将质量为5×10³kg的圆柱形实心工件从深水中吊起至距水面某一高度。绳子作用在工件上端的拉力F的功率P随工件上升高度h变化的图象如图所示，不计水的阻力（ρ水＝1.0×10³kg/m³,g取10N/kg），求：

⑴工件上升的速度大小？
⑵当工件露出水面的1/2时所受的浮力大小？
⑶工件的横截面积S是多大？

如图所示是某医院的应急供电线路示意图。柴油发电机到用电区的输电线路所用导线单位长度的电阻为5×10^－4Ω/m，柴油发电机的输出电压为260V。用电区内每个用电器的额定电压均为220V，总功率为44kW，当这些用电器都正常工作时，求：

⑴输电线路中的电流多大？
⑵输电线路损失的电功率是多少？
⑶发电机与用电区间的距离？
⑷若应急供电1小时，发电机效率为30%，医院最少需要准备多少柴油？（柴油的热值为4.0×10⁷J/kg）

如图所示，有一粗细均匀，重为40N，长为4m的长木板AB，置于支架上，支点为0，且AO=1m，长木板的右端B用绳子系住，绳子另一端固定在C处，当长木板AB水平时，绳与水平成30°的夹角，且绳子所能承受的最大拉力为60N．一个重为50N的体积不计的滑块M在F=10N的水平拉力作用下，从AO之间某处以V=1m/s的速度向B端匀速滑动，求：
①滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小
②当滑块匀速运动时拉力F做功的功率
③滑块在什么范围内滑动才能使AB保持水平．

现有两个小灯泡A和B，分别标有“6V 6W”和“6V 8W”，先将灯泡A与定值电阻R₀串连接入电路中，灯泡A恰能正常发光，如图所示．

若用灯泡B替换灯泡A接在电路中，灯泡B的实际功率大于还是小于8W？请说明理由（电源电压保持不变，不考虑温度对灯丝电阻的影响）

如图甲所示，透明玻璃壳内有一个标有“6V  3W”字样的小灯泡L和一个由某种金属材料制成的电阻R，A、B、C是其外露的三个接线柱．图乙为电源电压恒为6V的实验装置，其中M、O、N为三个接线柱．用导线先把，M、N分别与A、B相连，再把O与M相连，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，测得多组电压表与电流表的读数，并绘制成如图丙所示的图线．求：
（1）小灯泡L正常发光时的电阻．
（2）在原来连线的基础上，再用导线连接A、C，闭合开关S，当把滑片P移到最左端时，电流表的示数是多少？
（3）拆除上述在A、B、C、M、O、N间所有连接导线．把M、O、N分别与A、B、C相连，闭合开关S，电流表示数为0.35A，此时滑动变阻器连入电路的电阻为2Ω，小灯泡消耗的实际功率为多少？

如图所示，重为16N的物体A在拉力F的作用下，5s内匀速运动了0.5 m。拉力F做的功随时间变化的图像如图所示。己知动滑轮重0.5 N，物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的0.25倍。


求：(1)拉力F的功率。
(2）拉力F大小。
(3）克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例。