初中物理能量计算题

(12分)淋浴用水的流量约为10升/分，合适的水温约为50℃，用水时间约为4分钟。电热淋浴器有两种设计，一种是淋浴时电流直接对于流动的水加热，另一种则备有水箱，待箱中的水加热至合适的温度后再淋浴。加热前的水温以20℃计。
①请根据上面提供的数据论证，第一种设计不适合大多数家庭的供电电路。
②如果水箱中的水恰好够一个人淋浴用，供电电路允许的电流最大为10A，电加热的效率为80％，这种条件下把水箱中的水加热最少需多长时间？

(10分)山区某工地方程式时，照明电路需用导线从离工地250m处的电源引来，工地上要用一只“220V　100W”和一只“220V　200W”的灯泡来照明，所用导线的电阻为0.018Ω/m，如果电源两端的电压为220V，且保持不变，试求照明时导线上所消耗的功率和每只灯泡实际所消耗的功率。（计算时不考虑灯丝电阻的变化，数值只取整数，小数可四舍五入）

(10分)一台拖拉机的发动机是四汽缸、四冲程的柴油机，汽缸的直径为95毫米，活塞冲程为127毫米，第三冲程中气体作用在活塞上的平均压强是196牛／厘米²，飞轮的转数是1200转／分，这台发动机的功率是多少瓦？

(10分)由电源引到某工地的一只“220V、100W”的灯泡亮度较暗，测得该灯泡的实际功率只有81瓦，而电源的电压确为220伏。输电导线上消耗的功率约有多大？你在计算中用到了什么近似？

例：如图所示，电源电压恒定，R₁和R₂阻值不随温度变化，当S₁闭合后，S₂、S₃断开时，电流表示数为3A；当闭合S₁、S₂，断开S₃时，电流表的示数为5A。当闭合S₃断开S₁、S₂时，电路的总电阻与R₁的比值是多少？电路消耗的总功率与R₁上消耗的功率之比是多少？

小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体匀速提升，所用的拉力为360N，物体被提升的高度为1m。求：(1) 所做有用功是多少； (2) 小明做的总功是多少；(3) 滑轮组的机械效率是多少；
 

如图所示电路，设电源电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为16度变化。当开关K在接点1位置时，滑动变阻器滑片P位于中点，　
　　　
求：（1）电源电压。
　　（2）开关K在接点2时，滑动变阻器连入电路的电阻。
　　（3）题中所述前后两种情况下，滑动变阻器所消耗的电功率之比。

(6分)、如图所示电路．电源电压不变，L1标有“4V  2W”，l2标有“8V 4W”。当开关S接a时．L1恰好正常发光，当开关S接b时．L 2两端电压为6.4V。(忽略温度变化对电阻的影响)
求：(1)开关S接b时L2实际功率；
(2)开关S接a时电阻R在30s内所产生的热量。

(6分)一质量为6kg的石块，沉在装水的容器底部，某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m，但石块没有露出水面，如图所示，已知绳的自由端拉力为25N，求石块在上升过程中：
（1）石块受到的浮力为多少？
（2）绳的自由端拉力做功为多少？
（3）动滑轮的机械效率为多少？ （ρ_石=3×10³kg/m³）

图为一种摩托车转向灯的电路原理图。其中“RJ开关”为由继电器控制的开关，可以使电路间歇地通断，D为指示灯。当S拨至1位置时，RD₁、RD₂前后两个右转向灯发光，向外界发出右转信号，同时D灯闪亮，向驾驶员显示转向灯正常工作。左转时道理与右转一样。若四只转向灯都用“6V、10W”的灯泡，D用“6V、1.5W”的灯泡，电源两端电压为6V。试通过计算说明，为什么把S拨至1、2的任何位置时D灯都会发光，而左、右转向灯不同时发光？

如图所示为建筑工地上的一台塔式起重机，其部分技术参数如下表所示。

（1）吊起的建筑材料达到最大起重量时，建筑材料到竖直塔的距离是近端还是远端？
（2）该起重机将重为2×10⁴N的建筑材料以最大提升速度吊起6m，起重机对建筑材料做了多少有用功？此时起重机的实际总功率为25kW，起重机的机械效率是多大？

用如图所示的动滑轮将80N的物体在2s内匀速提升2m，拉力做功200J（不计绳重和摩擦）．
求：（1）拉力F；
（2）绳端移动的速度；
（3）拉力的功率；
（4）动滑轮的重力．

小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃，请你求解下列问题：
(1)水箱中水的质量；水吸收的热量【c水＝4.2×l0³J／(kg·℃)】
(2)如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40%，求至少需要燃烧多少煤气（煤气的热值为q＝4.2×l0⁷J／kg）

小明家小轿车油箱内装有30kg汽油，节假日爸爸带小明驾车到离家路程为400km远的某地旅游，轿车沿高速公路行驶5小时到达目的地．若轿车是匀速行驶且发动机产生的牵引力恒为920N，汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能做功，而汽油的热值为4.6×l0⁷J/kg．求：【6分】
(1)小轿车从出发点到达目的地牵引力所做的功为多大？轿车行驶功率为多大？
(2)通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油．

如图所示，某建筑工地用电动机和滑轮组把建筑材料从地面提升到工作平台上．已知
建筑材料的质量m=360kg，用t=20s的时间把建筑材料匀速提升了h=4m，滑轮组的机
械效率为90%，g取10N/kg．这段时间内，求：【6分】
⑴电动机所做的有用功W_有用；
⑵电动机对绳子的拉力F；
⑶电动机拉绳子的功率P．