热学、电热和电力综合计算题

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1、第3课时热学、电热和电力综合计算题物理量公式注意事项物体吸热、放热Q＝cmΔT使用Q＝cmΔT计算热量时，要注意区分“升高到”和“升高”及“降低到”和“降低”的不同意义燃料完全燃烧放热Q＝qm气体燃料燃烧放热的另一个计算公式为：Q＝qV物理量公式注意事项电热器的效率η＝×100%不考虑热量损耗时，电热器产生的热量一般利用Q＝W电＝Pt电动机的效率η＝×100%牵引力做的功为有用功电动机消耗的电能为总能量太阳能电池的光电效率η＝×100%得到的电能为有效能量接收的太阳能为总能量题型1热量有关的计算【例1】安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用，如图5－3－1所示

2、，一太阳能热水器内装有质量为250kg，温度为20℃的水，在阳光照射一段时间后，水温升高到80℃.[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]求：(1)水吸收的太阳能是多少？(2)这些能量相当于完全燃烧多少千克干木柴放出的热量？[q干木柴＝1.2×107J/kg]图5－3－1思维点拨：水温升高到80℃说明末温为80℃，不是温度差为80℃，水吸收的太阳能数值上等于干木柴完全燃烧放出的热量．解：(1)水吸收的太阳能为Q吸＝cm1Δt＝4.2×103J/(kg·℃)×250kg×(80－20)℃＝6.3×107J.(2)燃烧干木柴放出的热量为Q吸＝Q放＝6.3×107J干木柴的质量m＝

3、.题型2电、力综合计算【例2】电动自行车以其环保、快捷、轻便的优势成为家庭常用的交通工具．图5－3－2所示的电动车自身重量为600N，两个车轮与地面的总接触面积为200cm2，车胎能承受的最大压强为2×105Pa.图5－3－2(1)该车的最大载重量是多大？(2)该车每次充电储存电能3×106J，电能转化为机械能的效率为80%.若车以某一速度匀速行驶，受到的阻力是40N，求该车充一次电后，最多能跑多远？思维点拨：电动自行车承受的最大重量和电动自行车的重力之和等于车轮能承受的最大压力；电动自行车工作时，将消耗的电能一部分转化为机械能，用来克服摩擦力做功，所以获得机械能等于克服摩擦

4、力做的功．解：(1)该车车胎能承受的最大压力是F＝pS＝2×105Pa×200×10－4m2＝4×103N该车的最大载重量G＝F－G车＝4×103N－600N＝3.4×103N.(2)获得的机械能为W牵引力＝ηW电＝3×106J×80%＝2.4×106J车充一次电后，最多能跑的距离为s＝题型3电、热综合计算【例3】风力发电如图5－3－3所示．下表给出了不同风速下每台风力发电机的功率．(结果保留两位小数)图5－3－3(1)若在某段时间内的风速为6m/s，一台发电机工作1小时，产生的电能可供小明家的空调(220V5A)、电热锅(220V40Ω)同时工作多少小时？平均风速/(m·s

5、－1)5689功率/kW9163855(2)若年平均风速为8m/s,50台这样的风力发电机工作一天，获得的电能相当于完全燃烧多少吨煤？(煤的热值为3×103J/kg)思维点拨：从表格中获取平均风速对应发电机的功率，利用它们可计算出电能．发电机产生的电能和煤完全燃烧放出的热量相等，是电能和热量联系的桥梁．解：(1)风力发电机产生的电能W＝Pt＝16kW×1h＝16kW·h空调的功率为P1＝UI＝220V×5A＝1100W＝1.1kWU2(220V)2＝电热锅的功率P2＝＝R40Ω＝1210W＝1.21kW工作时间为t＝W16kW·hP1＋P21.1kW＋1.21kW＝6.93h

6、.(2)一天的发电总量W＝Pt＝38kW×50×24h＝4.56×104kW·h燃烧煤的质量＝5.47×107kg＝5.47×104t.题型4力、热综合计算【例4】(2012年广州)重410N的汽车在水平路面上匀速运动，所受阻力为920N，汽车牵引力的功率为9.2kW，其汽油发动机的效率为20%.(汽油的热值是4.6×107J/kg)(1)在图5－3－4表示汽车的方框上画出汽车匀速运动过程中，水平方向的受力示意图．(2)求汽车运动100s内：①发动机对汽车的牵引力多大？②牵引力做了多少功？③汽车通过的距离有多长？④发动机消耗汽油的质量是多少？图5－3－4思维点拨：画多个力的示

7、意图时，常把各力的作用点统一在物体的几何中心上；汽车在水平路面上匀速运动时，牵引力等于阻力．解：(1)如图45所示．(2)①因为汽车做匀速直线运动，所以汽车受到的牵引力F牵引＝F阻＝920N.②牵引力做的功为图45s＝W牵引9.2×105JW牵引9.2×105J4.6×107J/kgW牵引＝Pt＝9.2×103W×100s＝9.2×105J.③汽车通过的距离为＝F牵引920N＝1000m.④因为ηQ放＝W牵引，所以有Q放＝＝η20%＝4.6×106J发动机消耗汽油的质量为m＝Q放q＝4.6×106J＝0