中考物理效率计算专题.doc

初中物理效率计算专题（2018）一、光热转化 （能的转化：太阳能 内能）例1、2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能，太阳能以低能耗、低污染、低排放为特点来体现“城市，让生活更美好”的主题太阳能热水器箱容量为120L，热水器上的集热器的面积是2.5m2，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为1400W，如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5小时求太阳能热水器的利用效率辐射功率：单位时间内在单位时间内太阳能辐射的热量）解题时注意： W有= Q吸=cm Δt（即物体吸收的热量）W总= Q辐=PtS（根据题目信息计算）（P----辐射功率---瓦/平方米，W/m2; 辐射时间----t-----秒s ；S---辐射面积----平方米m2 ）二、光电转化 （能的转化：太阳能 内能）太阳能转化为电能：W有=W电= Pt=UIt W总= PtS例2：太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一．太阳能动力车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型机动车．有一辆太阳能实验车，它上面的太阳能电池的接收板的有效面积为S＝8 m2，天气晴朗且接收板对着太阳时，每平方米面积上能够接收到的太阳能的功率为P0＝103 W，太阳能电池输出的电压为U＝120 V，可供电动机正常工作的电流为I＝10 A．求 (1)在电动机正常工作时，太阳能电池的输出功率是多少？(2)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多大？(3)若上述由太阳能电池供电的电动机正常工作时，电能的80％转化为机械能，且输出功率恒定．现用它通过一定滑轮将质量m＝100 kg的重物匀速提升，如图所示，求重物匀速上升的速度．(摩擦及阻力不计，g＝10 N/kg)三、电热转换（能的转化：电能 内能）例:3、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20℃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）．根据以上信息，求：（1）电阻R1的阻值（不考虑温度对阻值的影响）；（2）饮水机热水箱中的水从20℃升高到100℃时所吸收的热量[C水=4.2×103J/（kg•℃）]；（3）饮水机加热时的实际功率；（4）饮水机此加热过程中的热效率．解题时注意：W有= Q吸=cm Δt（即物体吸收的热量）W总=W电=Pt=UIt（即用电器消耗的电能）四、热电转换（内能 电能）例4：一座1x106kw的燃煤电厂，每年燃煤约3.5x106t,向大气排放二氧化碳、二氧化硫、微尘及其他有害物质1.09x106t . (1)3.5x106t煤完全燃烧放出多少热量？（2）这座燃煤电厂一年（365天）发电多少千瓦时？（3）这座燃煤电厂的能量利用率是多少？解题时注意：W有=W电=Pt=UIt（这段时间内转换的电能）W总=Q放=qm或vq（燃料燃烧释放的热量）五、电力转换（能的转化：电能 机械能）例5、目前在我市城乡有大量的电动自行车在被消费者使用．下表是某型号电动车的规格表．型号额定电压额定电流最大载重最大时速自重X2005HGx36V5A55kg20km/h20kg（1）这种电动车以最大速度行驶时阻力为车重的0.04倍．现在某人满载时以最大车速行驶1h，克服摩擦力做得功是多少？（2）1h内此车所消耗的电能是多少？（3）此电动车的效率是多少？（4）如果用汽油驱动它，效率为40%，需要多少汽油？（汽油热值：4.6×107J/kg）解题时注意：W有=W机=Fs=Pt（即电车通过这段距离所做的功）W总=W电=Pt=UIt（即电车这段时间内消耗的电能）例题6、一台抽水机的功率为10kW，利用它将54m3的水抽到20m高的水塔上共用了0.5h，那么该抽水机做的有用功、总功和机械效率分别是多少？（g取10N/Kg）六、力电转换（能的转化：机械能 电能）例题7长江三峡工程是一座集防洪、发电、航运和供水等综合利用的巨大水利水电工程。

其主要技术数据如下表所示：根据上述数据计算：大坝高度/m大坝长度/m最高蓄水位/m总库容量/m3平均流量m3/min18523351754×10108.5×105（1） 每小时水流对水轮机所做的最大功为多大？ （3）若利用水流发电的效率为40%，发电机所能达到的最大功率是多大？解题时注意：W有=W电=Pt=UIt（发电机转换的电能）W总=W机=Fs=Pt（水下落所做的功）七、热力转换（能的转化：内能 机械能）行驶速度90km/h耗油量1.4kg行驶时间15min行驶噪声≥80dB例8、 随着国民经济的发展，汽车已走进广大家庭而发动机的效率是汽车的经济性能指标之一，某实验小组对一辆小轿车进行了相应的测试，测试结果如下表所示，小轿车匀速行驶过程中受到的平均牵引力为900N请计算：（1）小轿车匀速行驶过程中牵引力的功率是多大？（2）小轿车发动机的效率是多大？（汽油的热值：4.6x107J/kg,计算结果保留二位小数）解题时注意：W有=W机=Fs=Pt（即所做的有用功）W总=Q放=qm（燃料燃烧释放的热量）八、内能的转移（燃料燃烧释放内能 物体增加的内能）例8、对于街上常见的小火炉、有以下一些数据：利用小火炉将10kg、10℃的水加热到90℃需要燃烧焦炭120g（C水=4.2×103J/(kg• ℃)；q煤=3.4×107J／kg）问：（1）、水吸收的热量是多少？（2）、120g焦炭完全燃烧放出的热量是多少？（3）、小火炉的效率是多少？（4）、就小火炉的使用，谈谈你的看法： 解题时注意：W有= Q吸=cm Δt（即物体吸收的热量）W总=Q放=qm或vq（燃料燃烧释放的热量）九、滑轮组机械效率例9(竖直方向)、用如图所示的滑轮组在5s内将静止在水平面上质量m=40kg，底面积S=200cm2的物体匀速竖直提升3m，所用拉力F=250N。

求（1）提升前物体静止在水平面上时对地面的压强是多大？（2）拉力的功率？（3）自由端的速度？（4）滑轮组的机械效率？例10(水平方向)如图所示，用一滑轮组将重为400N的物体A沿水平方向匀速拉动10m，物体A与地面间的摩擦力是240N，水平拉力F为100N，求总功、有用功、额外功和滑轮组的机械效率说明】功、能量、热量是一家，单位：焦耳J；电功率、机械功率都来表示物体做功的快慢单位：瓦特W效率是比值，没有单位答案：一、 太阳能热水器效率的计算例题1：解：（1）120L水的质量：V水=120L=120dm3=0.12m3由ρ= m / V  得m水=ρ水v水=1.0x103kg/m3x0.12 m3=120kgW有=Q吸=C水m水（t—t0）=4.2x103x120kgx(70℃—20℃)=2.52x107J（2） W总= Q总=pt.s=1400wx5x3600sx2.5m2=6.3x107J（3）η＝W有/W总 = 2.52x107J/6.3x107J=40%二、电热水器、电磁炉效率的计算例题2：解：（1）55L水的质量：V水=55L=55dm3=0.055m3由ρ= m / V  得m水=ρ水v水=1.0x103kg/m3x0.055m3=55kgQ吸=C水m水（t—t0）=4.2x103J/(kg℃）x55kgx10-3m3x1.0x103kg/m3x(60℃—10℃)=1.155x107J(2)由P=W/t 得t1=W/P=Q吸/P= 1.155x107J/1500w=7700s(3)Q总=Pt2=1500wx2.5x3600s=1.35x107Jη＝W有/W总 =Q吸/Q总=1.155x107J/1.35x107J=85.56%三、电动自行车、抽水机效率的计算例题3：解：（1）电动自行车在电动骑行启动时是电能转化为机械能。

2)W有=Fs=fs=20Nx9x103m=1.8x105J(3)W总=Pt=UIt=32vx4Ax0.5x3600s=2.304x105Jη＝W有/W总 =1.8x105J/2.034x105J=88.5%例题4：（1）m=ρv=1.0×103kg/m3×54m3=5.4×104kg，G=mg=5.4×104 kg×10N/kg=5.4×105 N，W有=Gh=5.4×105 N×20m=1.08×107J；（2）W总=Pt=10×103W×1800s=1.8×107J；（3）抽水机的效率：η=W有／W总＝1.08×107J／1.8×107J＝60%．四、汽车效率的计算例题5：解：（1） 90km/h=25m/s,由v=S/t得S=vt=25m/sx15x60s=22500mW有=FS=900Nx22500m= 2.025x107JP=W/t=2.025x107J/15x60s=22500w=22.5kw(2)W总=Q放=qm=4.6x107J/kgx1.4kg=6.44x107Jη＝W有/W总 =2.025x107J/6.44x107J=31.4%解：（1）G=mg=40kg×10N／kg=400N P=F／S=400N／0.02m2=2×104 (2)W=FS=400N×3m=1200J P=W／t=1200J／5s=240W(3)v=s／t=3m／5s=0.6m／s(4) η＝W有/W总 =G／nF=53％六、滑轮组机械效率例题7：（1）m=ρv=1.0×103kg/m3×54m3=5.4×104kg，G=mg=5.4×104 kg×10N/kg=5.4×105 N，W有=Gh=5.4×105 N×20m=1.08×107J；（2）W总=Pt=10×103W×1800s=1.8×107J；（3）抽水机的效率：η=W有／W总＝1.08×107J／1.8×107J＝60%．例题七：2.1.715×106Pa ; 8.75×1013J ;9.72×106kw。