初中物理焦耳定律在实际中的应用计算题

百善孝为先，我们可以从点点滴滴的小事做起。佳佳将自己的压岁钱省下来给奶奶买了一款足浴盆。这款足浴盆工作时的简化电路如图，它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为 $4\Omega$ ，加热电阻正常工作时电功率为 $1\mathit{kW}$ ，电源电压 $220V$ 稳定不变。

（1）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为 $0.1A$ ，按摩 $20\mathit{min}$ ，电动机线圈产生的热量是多少？

（2）加热电阻正常工作时的电阻是多少？

（3）在足浴盆中加入体积为 $4L$ 、初温为 ${20}^{°}\text{C}$ 的水升高至 ${40}^{°}\text{C}$ ，水吸收的热量为多少？若加热时间为 $420s$ ，它的电加热效率为多少？ $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

如图所示的电路中，定值电阻 $R_1=150\Omega$、 $R_2=300\Omega$．闭合开关 $S$后，电流表 $A_2$的示数为 $5\mathit{mA}$．求：

（1）电阻 $R_1$两端的电压为多少

（2）电流表 $A_1$的示数为多少

（3）电路工作 $5\mathit{min}$， $R_1$产生的焦耳热是多少。

如图甲所示。电源电压保持不变， $R_0$为定值电阻。闭合开关 $S$，将滑动变阻器的滑片从 $a$端滑到 $b$端的过程中，电压表示数 $U$与电流表示数 $I$间的关系图象如图乙所示。求：

（1）电源电压、 $R_0$的阻值、滑动变阻器的最大阻值。

（2）当滑片在 $a$端时，通电 $1\mathit{min}$电阻 $R_0$产生的热量。

如图所示R₁=10Ω，R₂=20Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.3A．

（1）通过R₂的电流是多少？（2）通电1minR₁产生的热量是多少？

电动机（如图）是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看，它主要是把电能转化为机械能，还有一部分在线圈中以热量的形式散失掉。现有一台电动机，当电动机两端加220V电压时，通过电动机线圈的电流为50A。问：

（1）每分钟该电动机消耗的电能是多少？
（2）已知电流通过导体产生的热量Q＝I²Rt（其中I、R和t分别表示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间），若该电动机线圈的电阻是0．4Ω，则线圈每分钟产生多少热量？
（3）这台电动机每分钟所做的机械功是多少？ 

亳州南部新区建设正如火如荼地进行。在工地上，“塔吊”是常见的一种起重设备，如图所示是“塔吊”的示意图，假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V，额定功率38kW，线圈电阻0.4欧，在一次吊起重物时，电动机正常工作20s，把重物吊起20m，求：（1）该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能（2）电动机工作过程中，线圈产生的热量（3）在该起重设备中，如果被吊起重物的质量为2.72t，则这次吊起重物的机械效率是多少？