初中物理电功与电能的计算试题

图是某“汽车超载记录器”原理图．控制电路中，电源电压U=6V，压敏电阻的阻值随压力变化关系如图所示，继电器线圈电阻R₀=10Ω．当通过线圈的电流达到0.2A以上时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的电控照相机工作，拍摄超载车辆．

（1）质量超过多少吨的车辆经过压敏电阻时才会被拍照?
（2）闭合开关S，控制电路每分钟至少消耗电能多少焦?
（3）请指出汽车超载的危害（一种即可）．

某电热水瓶的铭牌如下表所示．若热水瓶内装满水，在额定电压下工作（外界大气压强为1个标准大气压）．求：

型号DSP—19B
电源220V 50Hz
功率	加热时 1200W
保温时  30W
容量2L

 
（1）保温时通过电热水瓶的电流是多少？
（2）加热时电热水瓶的电阻多大？
（3）若瓶内20℃的水加热10min正好烧开，则加热时电热水瓶的热效率是多少？
（4）请你尝试画出电热水瓶的内部电路图． 

(9分)图是一台常用的电热饮水机，下表是它的铭牌数据，右图是它的电路原理图，其中S是温控开关，R₁是定值电阻，R₂是加热电阻．当S闭合时，饮水机处于加热状态；当S断开时，饮水机处于保温状态。

（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大?
（2）饮水机正常工作时，将热水箱中的水从20℃加热到90℃，需用时15min
[水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃)]。求此加热过程中：
①水吸收的热量；  ②饮水机的加热效率。
（3）求电阻R₁的阻值(保温功率是指整个电路消耗的功率)。

如图是某电烤箱的内部简化电路图， S是一个温控开关，R₁、R₂为电热丝， R₂=66Ω．高温档功率为1100W．求：

（1）电烤箱在高温档工作时的电流．
（2）电烤箱在低温档工作时，R₂消耗的电功率．
（3）R₁在低温档工作10min消耗的电能．

2011年3越26日玩8︰30-9︰30，岳阳与世界众多城市一起参与了“地球一小时”活动，活动倡议熄灭不必要的灯光，切断电视、电脑等电器电源。小明在活动宣传中了解到：只要电源插头没有拔掉，在待机状态下，每台电脑的功率为5.8W，每台电视的功率是8.2W。
（1）小明所在小区有100台电脑和100台电视机，若在活动中均由原来的待机状态改为切断电源1小时，此举一共可节约电能多少焦耳？
（2）节约电能完全被水吸收，能让多少千克水温度从20℃升高到60℃？[c_水=4.2×10³J/(kg·℃)]
(3)标有“220V  1000W”的电热水器正常工作，将与第（2）问中质量相同的水升高相同的温度，需要100min，该电热水器的效率是多少？用电高峰时，若此电热水器两端的实际电压仅为200V,它的实际功率为多大？（电热水器的电阻恒定，结果只保留一位小数）

某种型号的电热饮水机如图甲所示。图乙是它的电路原理图，其中电热丝R₁与R₂的阻值不变。温控开关S可以根据热水箱中水的温度，自动控制饮水机处于加热状态或是保温状态。下表是这台电热饮水机的铭牌。请画出相关电路状态的等效电路图，并求：

⑴在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流；
⑵饮水机在加热状态下正常工作15min所消耗的电能为多少度；
⑶电热丝R₁、R₂的电阻值。

图甲是内胆为铝质材料的电饭锅，内部电路如图乙所示，R₁是加热电阻，阻值为48.4Ω；R₂是限流电阻，阻值为484Ω。煮饭时，接通电源（220V50Hz），闭合手动开关S₁，电饭锅处在加热状态。当锅内食物温度达到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，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4.2×10³J/(kg. ℃);查表可知铝的熔点为660℃）
请解答下列问题：
（1）如果接通电源后没有放入食物就闭合开关S1，电饭锅　的内胆是否会熔化？为什么？
（2）在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是多少？
（3）若在一个标准大气压下将温度为20℃，质量为2.5kg的水烧开需要16min40s，求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少？

电冰箱已经是普遍使用的家用电器。
（1）图（13）所示是电冰箱的三角插头和插座。插头上标有字母    的导线要和冰箱的金属外壳相连；冰箱正常工作时插头上标有字母L、N的两脚间的电压是      V。
（2）某冰箱的输入总功率为200W，如果该冰箱压缩机每天工作8h，那么每天的耗电量是      度。请你说出一条使用冰箱时节约用电的具体措施：                       。　　　　　　　　　　　　　　　　　图（13）
（3）将温度25℃、750mL的一瓶矿泉水放入冰箱冷藏室，温度降到5℃时，瓶内矿泉水放出的热量是           J[水的比热容为 4.2×10³J·(Kg·℃)^-1]
（4）夏天打开冰箱门时,在冰箱门附近常常出现“白气”，形成“白气”的物态变化过程是  　 ，这一过程       热量（选填“吸收”或“放出”）。冰箱冷冻室箱壁上会结一层厚厚的霜，形成霜的物态变化过程是         。
（5）冰箱工作时虽然能够把冰箱内的内能从低温转移到高温环境，但这一过程是要消耗电能的。这说明能量转移和转化是有            性的。
（6）现代冰箱使用的是R134a、环丙烷等新式制冷剂，他不会对地球大气层上部的                造成破坏，从而可以阻止阳光中过多的           到达地面，避免地球生态环境的进一步恶化。

小明家新安装了一台电热水器，电热水器的铭牌如图甲所示。若自来水的温度是10℃，充满水后，小明将调温开关调到如图乙所示的位置。接通电源，加热指示灯亮；达到设定温度时，加热指示灯熄灭。请你帮助小明回答下列问题：
（1）加热指示灯从亮到灭的过程中，热水器中的水共吸收多少热量？
（2）若不考虑能量损失，从接通电源到指示灯熄灭需要多少时间？
（3）若实际经过2.5h指示灯才熄灭，则热水器的效率是多少？[C_水=4.2×10³J/(kg·℃)]

(8分)一般来说，家庭电路中的用电器工作的电压并不等于额定电压.家庭里通常不备电压表，但借助电能表可以测出用电器的实际工作电压.若在电路中只接入一个电热水壶(壶中盛有4Kg、20℃的水)，电热水壶的铭牌和电能表的铭牌如图甲、乙所示.测得电能表的转盘转过125转的时间为121s.(不考虑温度对电热水壶电阻的影响.c_水=4.2×10³J/kg⁰C)

(1)这段时间内电热水壶消耗的电能是多少焦？
(2)如果电热水壶消耗的电能有70%转化为水的内能，则壶中的水温度升高了多少℃？
(3)电热水壶中电热丝的电阻是多大？
(4)电热水壶工作的实际电压是多少？

小明家的楼道灯泡在深夜时很容易烧坏。为解决这一问题，小明设计了如图所示的电路，L₁和L₂都是“220V  40W”。请回答下列问题：(设灯泡的电阻不变化，电源电压变化忽略不计)
（1）L₁灯泡的电阻是多少？闭合开关S₁和S₂，L₁正常发光，工作5h消耗的电能是多少？
（2）断开S₂，闭合S₁，让两灯泡都发光，深夜灯泡就不容易烧掉了，请计算此时L₁两端的电压。
（3）请计算两盏灯泡都亮时电路消耗的总功率是多少？

(6分)发光二极管(LED)具有高亮度、低能耗等优点，将在我市推广使用．如图甲所示是LED的实物图和元件符号．把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4．5V的电路，如图乙所示．

(1)闭合开关S，LED发光；断开S，改变电源的正负极后闭合S，LED却不发光，可见，LED具有_________(填“单向”或“双向”)导电性；
(2)移动滑片P，测得电流表与电压表的示数变化关系如图丙所示．当该LED正常工作时，消耗的电功率和此时变阻器R′接入电路的阻值分别是多少?(要写出必要的公式和过程)

如图(a)所示是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图．其中S为一激光源，R ₁为光敏电阻(有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大)，R ₂为定值保护电阻，a、b间接—“示波器”(示波器的接入不影响电路)．光敏电阻两端的电压随时间变化的图象，可由示波器显示出来．水平传送带匀速前进，每当产品从传送带上通过S与R ₁之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住，示波器显示的电压随时间变化的图象如图(b)所示．已知计数器电路的电源电压恒为6伏，保护电阻R ₂的阻值为20欧．

求：(1)光敏电阻在有光照和光被挡住两种状态下的阻值
整条电路在1小时内消耗的电能．

如图甲电路所示，小灯泡标有 “6V   6W”的字样，小灯泡的电流随电压的变化曲线如图乙．当滑片P移到最左端时，小灯泡正常发光．求：
（1）小灯泡正常发光时电阻多大?电源电压多大？
（2）当电流表的示数为0.5A时，通电1min小灯泡消耗的电能为多少?此时变阻器接入电路的阻值多大？

一位同学对家里饮水机的工作情况进行了调查：饮水机加满水通电后有加热和保温两种交替工作状态(由机内温控开关S自动控制)；从该机说明书上收集到如下数据：加热器额定电压为220V，额定功率为500W；机内盛水容器的容积为5dm³。调查发现：正常加热时，在不从饮水机取水的情况下，水温由85℃开始再次加热，经过8min水温升到95℃时停止加热，该机简化电路如图19所示。
（1）请分析说明：温控开关S断开时，饮水机是处于加热还是保温状态?
（2）正常加热时，求加热器电阻R₂的阻值及通过的电流。
（3）在8min的加热过程中消耗电能为多少?机内容器中水的内能增加了多少?并简要说明它们不同的原因。[C_水=4．2×10³J／(kg·℃)]