初中物理电能的输送试题

为估算家中电子石英钟的功率，某同学将阻值为2.250的小灯泡连接到一节新的号电
池上进行放电实验，结果发现累计放电30min后，电池基本失效，则电池在供电过程中共有           J的化学能转化为电能。该同学查阅相关资料后得知，一节这种新的电池可供家中的电子石英钟工作3×10⁷s(约350天)，则该石英钟的功率为          W（设电池在工作过程中电压始终保1.5V
不变）

(8分)一天，小明注意到家中的灯泡比平常亮，猜测可能是电压超过了220 V，为了证实他的猜测，他做了如下实验：关闭家中其他用电器，只开一盏“220 V  100 W”的电灯，观察到家中标有“3000 R/kW·h”字样的电能表在20 min内转盘转了121转．
（1）这盏灯的电阻多大？（不计温度对灯丝电阻的影响）
（2）在20 min时间内这盏灯消耗的电能是多少？
（3）小明家此时的实际电压是多少？
（4）为使这盏灯能正常发光，应串联一个多大的电阻？

我们在进行电学实验时，需要注意灯泡的安全使用和电路安全．现有两只白炽灯L₁“12V 12W”和L2“18V 9W”．（不考虑温度对灯丝电阻的影响）
（1）若把灯泡L₁和L₂并联起来接到某一电源上，为了使灯泡安全工作，电源最大电压为多少伏？此时通电5min，流过灯泡L₂的电流做了多少功？
（2）若把灯泡L₂与一个滑动变阻器串联制作成一个调光台灯，现有一个24V的电源和三个不同型号的滑动变阻器，分别为“10Ω 1A”、“20Ω 0.5A”、“50Ω 0.2A”，要让电路安全工作，请你通过计算说明应该选用哪一个滑动变阻器．

王斌学了电磁继电器的知识以后，突发奇想：自己能不能制作一个像麦当劳那里的烘手器昵？他开始设计了一个电路，如图甲所示，R₀为光敏电阻，为用电动机做成的简易吹风机，试用以后，觉得干手的速度还有点慢，于是他又想，如果在不影响电动机正常工作的情况下加一个“220V 1000W”的电热丝，那效果也许会更好，请回答以下问题：

（1）所加电热丝的电阻是多少？
（2）在图乙中画出接入电热丝后的电路图（电热丝可用电阻的符号表示）．
（3）若电热丝消耗的能量，用来给水加热并被水全部吸收，那么它正常工作7min能使多少初温为10℃的水温度升高到30℃？

图甲是用来焊接PVC塑料管道的热熔器外观照片．其内部电路如图乙，S₁是手动电源开关．S₂是温控开关，作用是完成“加热模式”和“保温模式”之间的切换．L是指示灯（在S₁闭合情况下L始终能正常发光），R₁是限流电阻．下表是有关元件的物理参数．

（元件）项目	参数	（元件）项目	参数
电源电压	220V	L灯	0.1A，2W
加热功率	1210W（不含L及R1的功率）	R2	202Ω

（1）求R₁的阻值；
（2）求保温功率（不含L和R₁的功率）；
（3）求该热熔器（全电路）在保温模式下1min消耗的电能．

如图是某“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）若某车的质量约为2000kg，静止时轮胎与路面接触的总面积约0.2m²，静止时车对路面的压强有多大？
（2）质量超过多少吨的车辆经过压敏电阻时才会被拍照？
（3）闭合开关S，控制电路每分钟至少消耗电能多少焦？

世界首次高寒高铁运营最高速度300km/h的哈大高铁，正式通车．如图所示为以哈大客运专线主要车型动车组．

（1）当该动车组用以100m/s的速度匀速直线行驶10min后，则该列车行驶了多少公里？
（2）该动车组的每节车厢上都配有电热水器．在标准大气压下，15分钟内把10kg、20℃的水烧开．电流至少要做多少功？（c_水=4.2×10³J/（kg．℃）
（3）若它工作时的电功率为4.2kW，则该电热水器的热效率为多少？

如图，电源电压为3V保持不变，灯泡L标有"3V 1. 2W"的字样，R为阻值未知的定值电阻.

(1)求灯泡正常发光时的电阻；
(2)开关S闭合、S₁断开，电流表示数为0.3A，求1min内电路消耗的电能；
(3)开关S、S₁均闭合，滑动变阻器的滑片P滑至最右端，电流表的示数为1A，求R的阻值.

为保证润扬大桥以及过桥车辆的安全，工作人员在桥的入口处安装了“超载检测报警系统”．检测时，当车辆重量小于1×10⁵N时，绿灯亮、红灯灭，表示可以通行；当车辆重量大于等于1×10⁵N时，红灯亮、绿灯灭，表示禁止通行．系统中的电路元件如图（甲）所示，其中压敏电阻R_x在检测时承受车辆的全部重量，它的阻值随所受压力F变化的图像如图（乙）所示；R₀为定值电阻；电磁继电器线圈上标有“10Ω 40mA”.当流过线圈的电流大于等于30mA时，通电线圈的作用效果大于弹簧的作用效果，衔铁被吸下，动触点P和静触点M断开并和静触点N接通；电池组的电压为6V；绿灯规格为“220V  40W”，红灯规格为“220V  60W”.

(1) 请在图（甲）中用笔画线代替导线完成电路连接．
（2）电磁继电器线圈上标有“10Ω 40mA”,它的意思是指线圈的电阻是10Ω，允许通过的       （选填“最大”“最小”）电流是40mA，超过了会烧坏线圈.
（3）根据分析可以知道：_________（A/B）灯是红灯.
（4）定值电阻R₀的阻值为多大？
（5）一辆大型货车停在检测装置上5分钟，因其严重超载导致电磁继电器线圈中电流太大而被烧坏，超载车辆的总重至少是多大？这段时间内指示灯消耗的电能是多少？

下面的图表是从某台电热饮水机说明书上收集到的信息。经分析得知，当开关S闭合时，饮水机处于加热状态，S断开时，饮水机处于保温状态。为了测量它加热时的实际功率，小明断开其它所有用电器，只将该饮水机接入家庭电路中，闭合开关S，测得热水箱中的水从25℃升高到100℃，所用时间为7.5min，同时观察到家中标有“1200r/kW•h”字样的电能表转盘转过120转（r）。不考虑温度对阻值的影响[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]。根据以上信息，求：

热水箱容量	1L
额定电压	220V
加热时额定功率	968W

（1）饮水机热水箱中的水从20℃升高到100℃时所吸收的热量；
（2）饮水机在加热过程中的热效率；
（3）饮水机加热时的实际电压。

桂林着力打造广西风电基地，预计到“十二五”期末，全市建成的风电装机容量达到100万千瓦。如图，风力发电——即是风轮机叶片不断受到风力的推动而转动，继而带动发电机工作输出电能。若风力发电机，每片风叶质量为6t，长为40m。下表给出了1kg空气在不同风速下速度（ν）与动能（E）的关系：（空气密度取1.2kg/m³）
         
（1）当风速为6m/s时, 每千克空气具有的动能是多少焦耳？
（2）如果一台这样的风力发电机平均每秒可以输出1.2×10⁵J的电能，则1000台这样的风力发电机，一年获得的电能相当于完全燃烧多少千克的煤产生的能量？（一年工作时间按3000h计算，煤的热值为3×10⁷J/kg）
（3）当风速为10m/s时, 若风力发电机风轮正面迎风，这台发电机每秒钟能对外提供3.8×10⁵J的电能，则它将风能转化为电能的效率是多少？

LED（发光二极管简称LED）是人类继爱迪生发明白炽灯之后最伟大的发明之一，它是一种新型节能、环保的光源产品。如图甲是一种常见的LED手电筒，发光元件由5个发光二极管并联组成，每个发光二极管的额定电流为30mA，它的能量是由可反复充电使用的电池提供，且LED 灯发光的颜色会随电压的变化而变化，如图丙表格所示。

请回答下列问题：
（1）这种LED手电筒正常工作时的总电流为多少?
（2）图乙是一个LED与50Ω的定值电阻R串联，已知电源电压为4.2V保持不变，闭合开关S，毫安表（为读数更精确的电流表）的读数为20mA，通过计算说明此时LED灯发出什么颜色的光？
（3）若图乙中，闭合开关S，R的实际功率为0.08W，求此时LED灯通电10min消耗的电能是多少焦耳?

右表是某电水壶的铭牌。该电水壶把1.2 kg的水从25 ℃加热到100 ℃。［c_水=4.2×10³ J/(kg·℃)］求：

(1)水吸收的热量；
(2)若电水壶产生的热量有90%被水吸收，则此次电流做了多少功；
(3)若此次加热时间为300 s，通过计算说明此时电水壶是否正常工作？

如图所示，容量为2L，额定加热功率为1210W某品牌的电热水壶，将20℃的水烧开(1标准大气压下)，求:

(1)电热水壶装满水后，壶中水的质量至少为多少Kg？
(2)烧开满壶水，水吸收的热量为多少？
(3)若使用天然气烧开这壶水，至少需要多少m³的天然气？(己知天然气热值为3.36×10⁷J/m³)
(4)在用电高峰时200V的电压下，烧开这壶水若用了14min.则电水壶的热效率为多少？

小丽的妈妈买了一台全自动豆浆机，如图甲所示．图乙是豆浆机的主要结构：中间部分是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸．图丙是豆浆机正常工作时，做一次豆浆的过程中，电热管和电动机交替工作的“P﹣t”图象．下表是这个豆浆机的主要技术参数．

型号	SYL﹣666
额定电压	220V
额定频率	50Hz
电机功率	120W
加热功率	1210W
容量	1500mL

请解答下列问题：
（1）豆浆机正常工作时的最大电流是多大？
（2）豆浆机正常工作，做一次豆浆，加热时消耗的电能是多少？
（3）豆浆在正常工作状态下做一次豆浆，若大豆和清水总质量为1.5kg，初温为20℃，豆浆沸腾时温度是100℃．求豆浆机电热管的加热效率是多少？（已知大豆和清水的混合物的比热容及豆浆的比热容均为4.0×10³J/（kg•℃），计算结果保留到小数点后一位）．
（4）在某一次豆浆机工作的时候，小丽将家里的其它用电器都关闭，她观察到豆浆机的电热管工作时，家里标有“1200r/kW•h”字样的电能表转盘在1min内转过了22转．此时豆浆机的实际功率是多大？