初中物理能量计算题

如图所示是某太阳能电动汽车的电路简化图，由太阳能电池给电动机提供动力，通过一个调速电阻改变电动机转速。已知：太阳能电池电压600V保持不变，调速电阻的最大阻值10Ω，闭合开关，求：

（1）当滑片P在最左端时，电动机的功率是18kW，此时电流表的示数为多大？
（2）当滑片P在最右端时，电压表示数为500V，通过调速电阻的电流为多大？
（3）当滑片P在最右端时，电动机的能量利用效率是多少？
［提示：不考虑电动机的内部电阻，电动机的能量利用效率等于电动机消耗的电能（或功率）占整个电路消耗的电能（或功率）的百分比。］

如图所示为FDP30C型柴油水泵机组（水泵机组动力由柴油机提供），它的优点是重量轻、体积小、功率大；省时、省油、省心．该水泵机组的效率为40%，正常工作1小时可以将54m³的水抽到20m高处，请计算这个过程中：（g=10N/kg，q_柴油=4.3×10⁷J/kg）．

（1）水泵机组对水做了多少功？
（2）水泵机组的有用功功率是多少？
（3）水泵机组消耗多少柴油？（结果保留两位小数）

如图是一种配有风力发电机和太阳能电池板的新型路灯，路灯的额定功率为0.12kW，光电池接收太阳光辐射的功率为1kW，吹向风力发电机叶片上的风功率与风速之间的关系如下表所示，风能转化为电能的效率为4%，光电池将光能转化为电能的效率为η_光．

风速（m/s）	2	4	6	8	10	12	16
风功率（W）	15	125	420	1000	2000	3375	8000

（1）无风的晴天，光照6h，太阳能电池板产生的电能可使路灯正常工作10h，则路灯消耗的电能是多少kW•h？光电池将光能转化为电能的功率η_光为多大？
（2）在有风的晴天，经3h的光照和风吹，路灯可正常工作7h，则当时的风速为多大？

一辆汽车沿着长为9.2km的平直公路匀速行驶，开完全程共耗时6min，汽车发动机牵引力为1800N，共消耗汽油1kg（汽油的热值q=4.6×10⁷J/kg）．求：
（1）汽车行驶的速度是多少km/h？
（2）汽车发动机牵引力的功率多少W？
（3）汽车发动机的效率是多大？

2014年全面施工的龙岩大桥建成后，将超过法国的本艾因大桥成为世界上最重的转体结构大桥，其效果图如图甲所示。高架桥限速60km/h，主桥长340m，引桥总长1449m。

（1）为监控龙岩大桥上行驶的车辆是否超速，可以在桥面布点安装工作原理如图乙所示的传感电路。传感器A、B采集车辆经过它们正上方时的时间间隔t给计算机系统进行处理，若超速，则启动违章拍照。若L₀=10m，试计算t小于多少秒时，系统启动架设在桥面上方的照相机C对超速车辆拍照。
（2）假设一辆轿车从一侧引桥驶入龙岩大桥。
①若轿车在正桥水平桥面上急速行驶，则根据轿车呈现的流线型外形可判断，轿车对桥面的压力　   　　（填“大于”、“等于”或“小于”）轿车的总重，其解释原理是气体的流速越大的地方，气体的压强就越　　  。
②若轿车以80kW的恒定功率通过一侧引桥用时50s，则轿车通过该引桥时所做的功是多少焦耳？
（3）物理学中常把实际的研究对象抽象为“物理模型”，引桥可以看作是斜面机械模型。如图丙所示，若斜面的高度H一定，斜面的长度Ｌ可以改变，试推导：在不考虑摩擦时，用平行于斜面的拉力F将重为G的物体匀速拉上斜面顶端，Ｌ越长，F越小。

如图是一种老式电饭锅的筒化电路原理图，该锅的部分参数如下表，煮饭时，温控开关S是闭合的，饭熟后，锅内温度达到103℃时，温控开关S自动断开，电饭锅转入保温状态．

（1）在通常情况下用这种电饭锅烧水，开关S的自动断电功能不起作用，这是为什么？
（2）发热板R₁的阻值是多少？
（3）保温时，发热板的发热功率是多少？
（4）从能量利用率的角度计算说明这种电饭锅的不合理性．

(6分) 小雨同学家买了一台新的某品牌电磁炉，她想测一下这台电磁炉的实际功率，做了如下研究：用它把2kg温度为25℃的水，加热到75℃，用时5min。[c_水=4.2×10³J/(kg·℃)]求：
（1）加热过程中，水吸收的热量是多少？
（2）如果加热过程中有70%的热量被水吸收，则此电磁炉的实际功率是多少？

(5分)一辆质量为6t的载货汽车，在平直的公路上以90km/h的速度匀速行驶30min，汽车受到的阻力为车重的0.06倍(取g="10N/kg)" ，求：
（1）汽车所受重力是多少?
（2）汽车克服阻力做的功的多少?
（3）汽车有6个轮子,每个轮子与地面的接触面积约为 250 cm²，汽车对地面的压强约是多大？

图所示的装置很有创意——它将比较耗水的洗衣机和同样耗水但不太讲究水质的马桶连在一起：上部是洗衣机（有关技术参数见铭牌），下部是马桶，中间设有贮水箱．洗衣机还设有加热功能，洗涤前先将水加热到适宜温度，可以提高洗涤效果。


（1）冲一次马桶需要5L水，若一次洗衣服用的总水量是50kg，则可供冲马桶几次?
（2）求脱水时的正常工作电流
（3）某次洗衣时，首次进水量为15kg，正常加热15min水温达到设定要求。求:
①加热过程消耗的电能；
②若加热时电能的80％转化为水的内能，求水升高的温度．[c_水=4.2× l0³J／（kg·℃），g取10N/kg]

小明家新买了一台电热水器，下表是该热水器的一些技术参数。

型 号	FED—H50	额定电压	220V
最大水量	50L	额定功率	2000W

现将水箱中装满水，通电后正常工作40min，水温从25℃升高到45℃。在此过程中，求：
(1)热水器中电热丝在正常工作时的电阻值；
(2)水所吸收的热量；(c_水=4.2×10³J／(kg·℃))：
(3)热水器的效率。

在农村常有家庭挖井取水。小明同学用如图甲所示的滑轮组提土，他用20s的时间把重为120N的土从井中匀速提升5m，拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。不计绳重和摩擦，求：

⑴有用功；
⑵滑轮组的机械效率；
⑶拉力的大小；
⑷动滑轮的重。

有一功率为40KW，热机效率为25％的汽车正在一平直公路上匀速行驶，受到的阻力为2000N，突然油箱指示灯报警，继续行驶了25min发动机停止工作，经检查发现油箱内无汽油。汽油的热值为4.6×10⁷J/kg，请你根据题中信息，求：
(1)汽车在这段时间内所做的有用功；
(2)汽车在这段时间内行驶的路程；
(3)油箱指示灯报警时油箱中的汽油质量。

某物理兴趣小组的同学用煤炉给10kg的水加热，并绘制了加热过程中水温随时间变化的图线，如图所示。若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2×10³J／(kg·℃)，煤的热值约为3×10⁷J/kg。求：

(1)经过6min时间加热，水所吸收的热量；
(2)煤炉烧水时的热效率；
(3)如何提高煤炉的效率请提出一条合理的意见。

某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线．若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），煤的热值约为3×10⁷J/kg．求：

（1）煤完全燃烧产生的热量；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）煤炉烧水时的热效率．

一辆小轿车以15m/s的速度在水平公路匀速行驶，受到的阻力是1200N。小轿车沿水平路面匀速行驶300m驶上一个斜坡。设行驶过程中小轿车的功率始终保持不变。求：
（1）在水平路面行驶时小轿车牵引力所做的功；
（2）行驶过程中小轿车的功率；
（3）要使小轿车上坡时的牵引力增大为水平路面时的1.5倍，其行驶速度应为多少？