初中物理能量计算题

“5·12”坟川大地震发生后，常州常发集团向灾区人民捐赠一批柴油发电机．这种柴油发电机的工作原理为：以风冷四冲程直喷式柴油机为动力系统，带动发电机发电，该柴油发电机说明书的部分内容如表所示．现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示．发电机到安置区的距离是400m,输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股 铜导线，该型导线单位长度的电阻为2.5×10^-4Ω／m.安置区家用电器的总功率为44kW,   当这些家用电器都正常工作时，求：
(1)输电线路中的电流多大？    (2)输电线路损失的电功率多大？
(3)发电机实际输出电压多大？  (4)该柴油发电机工作过程中，每小时消耗18kg柴油，柴油完全燃烧产生的内能转化为发电机输出电能的效率是多少？（柴油热值是3.3 X 10⁷J/kg)

干电池本身有一定的电阻，因此，实际干电池可以等效为一个没有电阻的理想干电池和一个阻值一定的电阻相串联而成。如图所示，电源由几个相同的干电池组成。合上开关S，变阻器的滑片从A端滑到B端的过程中，电路中的一些物理量的变化，如图甲、乙、丙所示，图甲为电压表示数与电流表示数关系，图乙为干电池输出功率跟电压表示数关系，图丙为干电池输出电能的效率与变阻器接入电路电阻大小的关系，不计电表、导线对电路的影响，


求：（1）串联的干电池个数。
（2）变阻器的总电阻。
（3）甲、乙、丙三个图上的a、b、c各点的坐标。

如图所示，质量为70kg的工人站在水平地面上，用带有货箱的滑轮组把货物运到高处。第一次运送货物时，放入货箱的货物质量为160kg，工人用力F₁匀速拉绳的功率为P₁，货箱以0．1m／s的速度匀速上升，地面对工人的支持力为N₁。第二次运送货物时，放人货箱的货物质量为120kg，工人用力F₂匀速拉绳，货箱以0．2m／S的速度匀速上升，地面对工人的支持力为N₂，滑轮组机械效率为η₂。N_l与N₂之比为15:19。（不计绳重及滑轮摩擦，g取10N／kg）求：（1）货箱和动滑轮的总质量m；（2）功率P₁；（3）机械效率η₂。

(14分)如图所示电路，已知电源电压为U并保持不变，阻值为R₀的定值电阻，滑动变阻器的最大电阻为R，变阻器的总匝数为N。则：

（1）变阻器允许通过的最大电流不得小于多少？
（2）要使变阻器滑片P移动过程中电路的电流最小变化值不大于电路电流的，则变阻器的匝数N不得小于多少？

(12分)某同学在科学实践活动中，对一个电路元件A进行了探究。他将元件A与电源、开关、变阻器、电流表串联成电路，在元件A两端并联—个电压表，研究通过元件A的电流跟电压的关系，得到如下表所示的数据：

电压/伏	0	1	2	3	4
电流/安	0	0	2	4	6

(1)请在图甲中画出元件A的电流跟电压的关系图线。

(2)然后，该同学在电路中去掉变阻器、电流表、电压表，再连接一个电阻R，如图乙所示。若电源电压为5伏并保持不变，元件A消耗的功率超过4瓦时将被烧坏。
①串联电阻R至少要多大才不会烧坏电路元件A?
②在保证不致烧坏电路元件A的条件下，R值为多大时，输入给R的功率达到最大，此最大功率值为多大?

(6分)冬天，李霞同学使用电热毯时，发现电热毯有高温档和低温档，她找来说明书，发现电热毯的电路图如下图所示，电热毯工作时电路要么处于A状态：S₁闭合，S₂断开，S₃接1；要么处于B状态：S₁闭合，S₂闭合，S₃接2。
⑴判断A、B状态分别对应电热毯哪个档，并说明理由；
⑵已知电热毯在220V电压下工作时，低温档工作时消耗的功率是48.4W，高温档工作时电路的总电阻是160Ω，试求R₁、R₂分别为多少？(已知R₁＞R₂)？

实验室常用的电流表是由小量程的电流表G（称为表头）改装在而成的，实际上表头G也是一个电阻，与其他电阻不同的是，通过表头的电流可以从刻度盘上读出来，有一个电流表G（图甲），其电阻Rg=10Ω，最大刻度值Ig="1mA"

（1）电流表指针指在最大刻度时，电流表两个接线柱之间的电压为多大？
（2）将这个电流表与一个定值电阻R并联（如图乙所示），则MN之间的部分（虚线框内）就相当于一个大量程的电流表A（如图丙所示），若通过电流表G的电流等于1mA时，通过虚线框的总电流等于0.6A，则改装后的电流表量程0——0.6A，求并联的电阻R的大小。
（3）通常，实验室用的电流表的电阻是可以忽略的，通过本题的计算，谈谈可以忽略的原因。

太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息

其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m²面积上的太阳能．
求：(1)水在10h内吸收的热量是_______J；
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少_______m³的天然气；（天然气的热值为8.4×10⁷J／m³，天然气完全燃烧放出的热量的20%给水吸收）
(3)该太阳能热水器的能量转化效率是_______．

如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物
体缓慢匀速提升．下表是提升物体时采集到的信息：

(1)若不计杠杆自重和摩擦，求拉力F的大小；
(2)若实际拉力F为90N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率。