初中物理电能的输送计算题

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？

家用电磁炉以其高效、节能成为新一代智能灶具，小明在家中关闭其他所有用电器，在只有电磁炉正常工作的情况下．请你回答下列有关问题：
（1）1标准大气压下，锅内装有4.5L温度为20℃的水，给电磁炉通电把水加热到沸腾，水至少吸收多少热量？[水的密度为1.0×10³kg/m³，水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）把上述水烧开用了20min．家中安装的标有“3000r/（kW•h）”的电能表转了1400圈，求该电磁炉的额定功率？
（3）此电磁炉烧水时的效率是多少？

小明家的电饭锅铭牌上标有“220V 1000W”的字样。他想知道电饭锅的加热效率，于是他在电饭锅内倒入体积为2L、温度为20℃的水，把这些水加热到80℃，电饭锅正常工作了10min，这个过程中：[水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg·℃）]
（1）水吸收的热量是多少？
（2）电饭锅消耗了多少电能？
（3）电饭锅的加热效率是多少？

小明买了一辆电动自行车，该车电动机的工作电压为32V，电能转化为机械能的效率为75％，车轮与地面接触的总面积为40cm²。小明骑电动自行车在水平公路上以6m/s的速度匀速直线行驶了10min，牵引力为20N，人和车的总质量为100kg，在此过程中：
（1）电动自行车对水平地面的压强是多少？
（2）电动自行车通过的路程是多少？牵引力做功为多少?
（3）电动自行车匀速行驶时，电动机的工作电流为多少？

如图所示的某应急灯和它的铭牌，两个灯泡是并联，当外部电路停电时应急灯亮，这时电池电压为6V，额定功率为2×3W，

某消防应急灯
充电时间	约20小时
电池	6V2500mAh
额定功率	2×3W

（1）通过两灯的总电流是多少A？2min所消耗的电能是多少？
（2）如果2min内消耗的电能全部转化为内能，能否使20℃，1kg的水升到30℃？

下表为某电烤箱铭牌，如图虚线框内所示是其内部简化电路图，Ｒ₁和Ｒ₂均为电热丝。
   
求：（1）电烤箱在高温档工作10分钟所消耗的电能。
（2）电路中R₂的阻值。
（3）若在电路中加一个“限高温开关”，当电烤箱超过一定温度时能自动断开电路。该开关最好安装在A、B、C中的      点处。

有一混合动力汽车，由汽车发动机（汽油机）和电动机为驱动系统提供动力，汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程，带动曲轴转动两圈，该汽油发动机的最大功率是69kW，以最大功率工作时曲轴转速为5000r/min．活塞从气缸一端运动到另一端所扫过的容积为气缸排气量，气缸容积与燃烧室容积之比为压缩比，如图为气缸容积和燃烧室容积的示意图，该车排气量是1.8L，压缩比为10：1，动力蓄电池额定电压为200V，容量（蓄电池放电电流和放电时间乘积）为150A•h，已知该车的动能E与其速度v的关系如下表所示．

v/ms﹣1	1	2	4	10	20
E/J	6.0×10^2	2.4×10^3	9.6×10^3	6×10^4	2.4×10^5

（1）该汽车的动力蓄电池最多可储存多少焦的电能？
（2）a．当这辆汽车在平直公路上以108km/h的速度匀速行驶时，动力完全由汽油发动机提供，若汽车汽油发动机的输出功率为54kW，则此时汽车所受的阻力是多大？
b．当驾驶员看到前方限速标志时，立即减速并启动充电装置给动力蓄电池充电，汽车速度由108km/h减小到72km/h，若在此过程中动力蓄电池获得的电能为汽车所减少动能的50%，则动力蓄电池获得的电能为多少焦？
（3）若该汽车汽油发动机以最大功率工作时，吸气冲程末气缸内每升混合气体中汽油质量是7.2×10^﹣5kg，此时这台汽油发动机的效率是多少？（q_汽油=4.6×10⁷J/kg）

碘钨灯是一种新型电光源，一种照明用的碘钨灯工作电压是220V，额定功率是100W．该灯正常工作时，通过灯的电流为多少？每秒消耗的电能是多少？

甲灯标有“220V 60W”、乙灯标有“220V 100W”字样，如果将两灯串联在220V的电源上，使用相同时间，甲、乙两灯消耗的电能之比是多少？

某电动自行车在平直路段上匀速行驶时，在O.1h内行驶了0.6km。此时车上电动机的工作电压为24v，工作电流为5A。若该车的效率为50%，求自行车受到的平均阻力为多少?

在物理小组课外活动中，慧龙小组同学利用两段阻值不同的电热丝R₁和R₂，设计成高中低三档位的电热器，电路图如图所示，其中R₁=2R₂．在安全情况下，用三档分别给同一容器中质量相同的水加热（水均未沸腾）．

(1)求R₁的阻值是多少？
(2)电热器用中温档工作时，水温升高8℃消耗的电能是多少？
(3)结合表中信息，通过计算分析比较用高温档还是低温档更节能？