第三章第六节电能 计算题分类训练-2024-2025学年浙教版九年级上册科学

电能计算题分类训练 一、挡位题型 1．一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段。图甲为多档位咖啡机，图乙是其电路结构简化图，电动机用于磨咖啡豆，R1、R2为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示。 额定电压 220V 磨豆功率 110W 加热功率 1210W 保温功率 88W 产品规格 295*280*410mm （1）闭合S2和S3咖啡机的工作状态处于　 　阶段。 （2）R2的阻值是多少欧？ （3）小科某次泡制咖啡，只进行了磨豆和加热，其中磨豆用时0.5分钟，加热用时3分钟，则本次泡制咖啡共消耗多少焦电能？ 2．如图甲所示的净热一体机能实现净水、加热一体化，即开即饮。小周同学选取了市面上某款产品进行研究，内部加热电路如乙图所示，其中发热元件的电阻R1=R2=48.4Ω，额定电压为220V。可实现95℃热水档、45℃中温挡和常温档三个挡位的切换。 （1）净热一体机在制热水时，加热电路此时的能量转化为　 　 （2）当开启45℃中温挡时，此时加热电路的电热功率为? （3）该款净热一体机宣传称“在95℃热水档状态下出水量能达到1.2L/min”这是真的吗?请通过计算说明。(已知水的初温为20℃，c水=4.2x103J/kg℃) 3．如图1是某型号电暖器。它有高温、低温两个档位，其简化电路图如图2所示。R1和R2均为发热电阻，其部分参数如表所示。 额定电压 220V 额定功率 高温档 2200W 低温档 1100W （1）该电暖器是利用电流的　 　效应工作的。当开关S1闭合、S2断开时，电暖器处于　 　档； （2）在高温档正常工作时，发热电阻R2的阻值是多少?　 　 （3）在某次用电高峰期，小明用如图所示的电力监测仪，测出该电暖器在低温档工作时的实际电压为210V，实际功率为900W。小明认为实际功率小于额定功率，只是因为实际电压小于额定电压造成的。请你通过计算，判断小明的观点是否正确　 　。 4．如图甲所示的某品牌空气炸锅，主要由电动机带动的风扇和电加热丝组成，工作时电加热丝将空气加热，通过风扇，使高温空气在一个密闭空间内形成循环热流，通过热流使食物迅速变熟。该空气炸锅的简化电路如图乙所示，技术参数如表所示（不考虑温度对电阻的影响）。 额定电压 220V 风扇电动机功率 110W 额定加热功率 低温挡 660W 高温挡 1210W （1）该空气炸锅高温挡正常工作时，空气炸锅的电源线中的总电流为多大？ （2）电加热丝R2的阻值是多少（保留整数）？ 5．图甲是自动上水电热水壶，因其取水方便越来越受到喝茶人士的喜欢。取水时，只要闭合开关，水泵在电动机的带动下，就能将水抽到壶内。 （1）自动取水时，将1.1ｋｇ水抽高0.5ｍ灌入电热水壶中需要5ｓ，电动机的机械效率为80％，则电动机抽水时的功率至少为多少瓦？ （2）该款新型智能电热水壶，有高、中、低三挡，还可以手动调节，它的等效电路图如图丙所示，其中R1＝R2＝100Ω，均为电热丝，单刀双掷开关S2可接ａ或ｂ。求：①开关S1断开、S2接ｂ时，电热水壶处于　 　（填“高温”“中温”或“低温”）挡； ②电热水壶处于高温挡时的电功率　 　。 二、电磁继电器题型 6． 美好生活从早餐开始。图1所示为某款面包机及其部分参数。该面包机有两个完全相同的加热仓，可实现单独加热。小明在使用过程中发现这款面包机有如下功能：功能一：设定时间后（定时开关闭合），放入面包片，按下按键，面包机就开始工作；功能二：到了设定时间，定时开关自动断开，弹出面包片。 （1）根据题干，两加热仓加热电阻的连接方式是　 　；（选填“串联”或“并联”） 思考后，小明根据面包机的功能自己设计了电路图，如图2，AOB为杠杆，O为支点，杠杆上仅触点1、2导电。 （2）根据面包机的参数，计算加热电阻R1的阻值； （3）请根据小明设计的电路图来分析面包机是如何实现功能二的。 7．在献爱心活动中，小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫，能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图甲，是安装在坐垫内的热敏电阻，其阻值随温度的变化如表所示。闭合开关，电热坐垫启动高功率工作模式，当通过电磁铁的电流达到0.05安时，衔铁和同时被吸引，转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04安时，电磁铁无法吸住衔铁和，、恢复原位，又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换，使其温度维持在一定范围。 热敏电阻的阻值与温度的关系 温度/45℃ 20 25 30 35 39 40 41 42 43 44 45 50 55 60 65 阻值/欧 600 480 390 300 240 230 220 210 200 190 180 150 120 100 85 （1）分析表中数据，当温度升高时，热敏电阻的阻值　 　；（选填“变大”或“变小”） （2）图甲中和的阻值均为1210欧。在某次测试中，电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟，则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少焦？　 　 （3）小明想在控制电路中增加一个力敏电阻，以实现两个功能 ①1000牛压力以下，坐垫最高温度不超过45℃； ②人离开后，坐垫始终低功率工作。 现有三种力敏电阻，其阻值随压力变化如图乙所示。写出你选择的力敏电阻以及在控制电路中的连接方式，并写出500牛压力下坐垫的最高温度值：　 　。（线圈阻值忽略不计） 8．某学习小组开展“自制豆芽机”项目化学习活动，主要包括产品设计、功能调试、评价改进三个环节。 【产品设计】 图甲是小组成员完成的设计草图，内容包括发育盒、淋水系统和控温装置。发育盒上有沥水孔；淋水系统由水泵驱动，豆芽机中的水可通过内部管道和沥水孔按箭头方向流动，使用时可通过调节水流大小控制发育盒中的积水量。控温装置内部电路如图乙所示，可实现加热、保温两挡自动切换，其中R0是定值电阻，R1、R2为电热丝，Rx为热敏电阻。 【功能调试】 小组成员购置了相关配件进行产品制作与调试。配件的具体参数如下：控制电路电源电压U为3V，R0为25Ω，R1为440Ω，Rx的阻值与温度的关系如图丙所示，电磁铁衔铁在电流大于60mA时吸合，小于30mA时释放。 【评价改进】 小科设计了评价量规（部分指标如下表），并以此作为豆芽机评价改进的依据。 评价指标 作品等级 优秀 合格 待改进 氧气提供 能够提供充足的氧气，不会出现缺氧情况 能够提供充足的氧气，偶尔出现缺氧情况 不能提供充足的氧气，经常出现缺氧情况 温度制 能实现自动控温并能提供适宜的温度 能实现自动控温但温度偏高或偏低 不能自动控温 （1）根据评价量规，该小组设计的豆芽机“氧气提供”指标被评定为优秀，结合设计草图写出判断的依据　 　（列举一点）。 （2）功能调试时，小科测得豆芽机的保温功率为55W，请计算其加热功率。 （3）小科查阅资料发现绿豆萌发的适宜温度范围是20℃-25℃，根据评价量规，试通过数据分析来评定此款豆芽机“温度控制”指标，你将其评定为　 　。 9．智能家居已经悄然走入我们的生活，智能扫地机器人（如图甲）可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫，通过电动机旋转、产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒。智能扫地机器人的工作原理可简化成图乙。当地面灰尘增多，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，改变电磁铁的磁性，从而达到自动控制工作。控制电路电源电压为6伏，定值电阻R0=14欧，R为光敏电阻，其阻值随光照强度E（单位cd）的变化如图丙所示。线圈的阻值忽略不计。 （1）地面灰尘增多，衔铁B将与　 　（填“A”或“C”）触点连接。 （2）闭合开关S，如果当线圈中的电流大于或等于0.3A时，继电器的衔铁被吸合，此时光敏电阻接收到的光照强度至少为多少cd。（写出计算过程） （3）下表为该智能扫地机器人部分工作参数。为了能使扫地机器人长时间扫地，电动机不会过热。可通过其自带的智能开关将工作电路设定为扫地20分钟，然后待机5分钟，如此循环工作。则机器人充满电开始连续工作，其中扫地时间最长为多少分钟?（写出计算过程） 额定工作电压 10伏 额定功率 40瓦 电池总容量 5.9安时 待机指示灯额定功率 5瓦 （4）为了使智能扫地机器人在地面的灰尘更少时也能开始工作，他应该如何改进扫地机器人的控制电路？　 　(写出一种）。 10．为吸引顾客，商场前的广场上经常会出现巨大的充气城堡，深受小朋友的喜爱。学校兴趣小组的同学认为充气城堡需要持续充气会浪费很多电，设计了一个如图甲所示的电路来实现智能充气。请回答下列问题： （1）为达到智能充气的目的，需要在处添加一个阻值随气压变化的电阻，使得气压较低时充气，气压较高时停止充气。根据要求接入电路中的电阻应选择图乙中的　 　（选填“”或（”）。 （2）结合图甲电路，说明闭合开关后如何实现智能充气。 （3）当充气城堡的气压低至时开始充气，达到时停止充气，如图丙所示，若充气机的功率为200瓦，请计算该充气城堡运行一天（按24小时算）消耗的电能。 三、电池容量题型 11．共享汽车，市民可以通过扫码进行注册、认证、租车、还车等一系列操作。共享汽车为纯电动新能源车，它的废气排放几乎为零，而燃油汽车的废气中PM2.5含量比较高。如图一是一款按租用时间收费的电动共享汽车。小金一家三口（总质量为180kg）租用该款电动共享汽车去旅游，从租车点一路不停行驶60千米到达目的地，若全程的平均速度为72km/h.回答下列问题： 电池容量(kW·h) 22 车载充电器输入电压(V) 220 车载充电器输入电流(A) 16 整车质量（kg） 820 （1）共享汽车行驶过程中，主要将电能转化为　 　能。 （2）根据表中的数据计算，电动共享汽车充满电需要多少小时？ （3）若该电动汽车行驶时受到的阻力为车总重的0.2倍，根据表中的数据计算，整个行程的平均功率是多少千瓦？ 12．资料一：“遥遥领先”华为9月25日发布Mate60系列手机搭载了海思麒麟9000s八核处理器，这就意味着华为芯片打破了美国等西方国家3年的封锁，他们的制裁不会阻止中国，而是刺激我们加倍努力。Mate60Pro部分参数：电池容量5000mAh，工作电压5V，拍照像素5000万，存储内存12GB+1TB…… 资料二：今年11月28日华为发布智界S7搭载全新华为“巨鲸”800V高压电池平台，最大充电功率600kw，可实现充电5分钟续航200km，CLTC综合续航达855km，开启双800纯电里程。造就电动车领域在世界的领先地位。 ①通过资料一计算Mate60Pro电池最多储存多少焦电能？ ②以现在充电桩1.2元/千瓦时计算：智界S7电动车最大充电功率充电5分钟续航200km，每公里多少钱？ ③做为新时代的青年，你通过阅读资料有何感想： ▲ 。 13．纯电动出租车成为流动在湖城大街小巷的一道靓丽风景。该车提供能量的装置为三元锂电池组，当它给电动机供电时，电动机将驱动车轮行驶。电池容量为66kW·h，可以续航400km。 （1）司机使用新能源出租车充电桩的60KW快充将电量由30%充至80%，需要多少　 　分钟。（充电时无能量损耗） （2）若该车和车内乘客的总质量为2.2×103kg，当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时，它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍，此时电池组加在电动机两端的电压为300V，通过电动机的电流为50A。若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，求该电动出租车将电能转化为机械能的效率。（保留小数点后一位） （3）求：该电动机的内阻? 14．我国某汽车企业发布、使用了全球最先进的锂电池——“刀片电池”。如图所示为一种采用该锂电池的电动汽车，该锂电池的额定电压为550V，容量为150Ah，整车质量为2390kg。 （1）该车采用150kW直流快充充电技术，则理论上将锂电池电量从20%充至80%的时间为。 （2）若仅靠锂电池驱动，质量为60kg的小慈老师驾驶充满电的该电动汽车能以80km/h的速度在水平路面上匀速行驶550km。已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.02倍，则该电动汽车匀速行驶时所受的牵引力大小为多少？ （3）该电动汽车的电动机效率是多少（结果保留到0.1%）？ 15．最近电动汽车越来越多，这种新型低碳的交通工具，深受市民的喜爱。某品牌电动汽车的部分参数如表所示。请回答： 电池容量(kW·h) 22 车载充电器输入电压(V) 220 车载充电器输入电流(A) 16 电能转化为机械能的效率 70% （1）如图1所示，租车时，租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器，感应器即能读取卡中的信息，将车解锁。刷卡所用的原理是　 　。 （2）某次启动后，汽车显示屏上出现了如图2所示的输出电压与电流，求此时电动汽车的输出功率为多少瓦? （3）根据表中的数据，将已经耗完电能的电池充满，理论上需要多少时间? 参考答案 1．（1）加热 （2）解：当闭合S2、S3时，只有R1接入电路，电阻最小，为加热阶段， 由电功率可知； 当S2闭合、S3断开时，此时是保温阶段， 可得此时电路总电阻 （3）解：磨豆用时0.5分钟，t1=0.5min=30s，加热用时3分钟，t2=3min=180s， 本次泡制咖啡共消耗电能 。 2．（1）热能 （2）当开启45℃中温挡时，此时开关S1闭合，S2断开，R1接入电路。 此时加热电路的电热功率： （3）在95℃热水档状态下， 电路中电阻为 电功率为 1分钟产生的热量 由密度公式知道，1.2L水的质量是：m=ρ水 V=1.0×103 kg/m3 ×1.2×10-3m3 =1.2kg 水所需的热量： 故该宣传不对。 3．（1）热；低温挡 （2）44Ω （3）不正确 4．（1）解：高温挡正常工作时，总功率P总=P高＋P扇=1210W＋110W=1320W 由P=UI可知： （2）解：高温挡正常工作时， 低温挡正常工作时， 因为低温档正常工作时，R1和R2串联，R2=R低－R1=73Ω－40Ω=33Ω 5．（1）W=Gh=mgh=1.1kg×10N/kg×0.5m=5.5J W电能=W/η=5.5J/80%=6.875J P电=W电能/t=6.875J/5s=1.375W （2）低温；968W 6．（1）并联 （2）单个加热电阻加热时，电阻功率为400W，由得， ； （3）到了设定实践，定时开关断开，控制电路断路，电磁铁失去磁性；杠杆AOB在衔铁重力和弹簧向上弹力的共同作用下，绕着支点逆时针转动，断开加热电路并弹出面包片 7．（1）变小 （2）7.2×104J （3）43℃ 8．（1）由设计草图可知，豆芽机的盖上开孔，发育盒上方和下方都有充足的空间，能够提供充足的氧气不会出现缺氧情况 （2）解：当动触点与静触点断开时，电阻R1与R2串联，总电阻最大，处于保温状态，豆芽机的保温功率为55W，则电路的总电阻为： 根据电阻的串联， 当动触点与静触点接触时，电路为只有R2的简单电路，则豆芽机加热功率为： 答：其加热功率为110W。 （3）合格 9．（1）A （2）解： 对应光照 （3）解： 组，即需要经历4个完整的工作周期 （4）增大定值电阻Ro的阻值或在控制电路串联一个电阻或减小控制电路的电压或减少线圈匝数。 10．（1） （2）当气压降低时，电阻变小，电流较大，电磁铁磁性变强，吸引衔铁，充气机开始工作；充气到一定程度，气压变大时，电阻变大，电流变小，电磁铁磁性减弱，释放衔铁，充气机停止工作。 （3）由图知每小时工作20分钟，24小时工作480分钟，即小时。 11．（1）机械能 （2）根据表格可在，电动共享汽车的充电功率P=UI=220V×16A=3520W=3.52kW； 则充满电需要的时间：； （3）电动汽车受到的阻力：f=0.2G总=0.2×（180kg+820kg）×10N/kg=2000N； 汽车速度v=72km/h=20m/s； 那么汽车的平均功率P=Fv=2000W×20m/s=4×104W=40kW。 12．①W=UIt=90000J ②W=Pt=600KW×5/60 h=50kW·h 每公里价钱=1.2元/度×50kW·h÷200公里=0.3元/公里 ③传递正能量 均得分 13．（1）由电池容量是66kW·h可知，将电量由30%充至80%时，电池所储存的电能由于充电时无能量损耗，所以充电时，新能源出租车消耗的电能所以新能源出租车充电的时间 （2）由车和车内乘客的总质量是，车和车内乘客的总重力 汽车匀速行驶时受到的阻力 所以汽车的牵引力 设汽车以25m/s的速度匀速行驶了ts，汽车在时间ts内所通过的路程 在时间ts内汽车的牵引力所做的有用功 在时间ts内电动机消耗的电能 所以该电动出租车将电能转化为机械能的效率 ​​​​​​​ （3）根据欧姆定律可得 14．（1） （2） （3） 15．（1）电磁感应 （2）P=UI=339伏×1安=339瓦 答：电动汽车的输出功率为339瓦 （3）根据表格可知，电动汽车充电功率为：P=UI=220V×16A=3520W=3.52kW； 则充满电需要的时间：。 学科网（北京）股份有限公司 $$